隨著使用時間的推移,由于油庫設備自身運轉(zhuǎn)和外界條件的作用影響,技術狀況將發(fā)生變化,將會出現(xiàn)腐蝕、泄漏、變形等故障。世界上每年因腐蝕而損失掉的鋼鐵約占年產(chǎn)量的五分之一,因腐蝕造成破壞的設備約占年產(chǎn)量的三位之一。在油庫,腐蝕更不容忽視,由于油庫設備大多以鋼鐵材料制成,油庫設備的腐蝕,除了造成材料損失、設備使用壽命縮短或破壞以外,更嚴重的是由于罐底及埋地管道等處腐蝕不易被發(fā)現(xiàn),極易造成漏油事故。為了保持油庫設備良好的技術狀況,除了加強平時的維護管理外,還應該加強對油庫設備的檢查和技術鑒定,準確掌握油庫設備的技術狀況,以便有針對性地采取檢修措施,恢復其技術性能。為此,在這里我單獨從設備的腐蝕方面來談一談我的一點拙見。
一、金屬腐蝕原理
金屬腐蝕是由于材料和環(huán)境作用而引起的破壞或變質(zhì)。這里的環(huán)境指的是與材料接觸的所有的介質(zhì)和氣氛,包括水、大氣、土壤、化工介質(zhì)。材料由于腐蝕所造成的破壞或變質(zhì)指的是重量損失。金屬腐蝕通常分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
1、化學腐蝕
化學腐蝕是金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應而被氧化損耗的過程。金屬和環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學作用而產(chǎn)生的損壞,在腐蝕過程中沒有電流產(chǎn)生。例如金屬在高溫的空氣中或氯氣中的腐蝕等。引起金屬化學腐蝕的介質(zhì)不能導電。
2、電化學腐蝕
電化學腐蝕是指當金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣 中,金屬表面會形成一種微電池,也稱腐蝕電池。陽極上發(fā)生氧化反應,使陽極發(fā)生溶解,陰極上發(fā)生還原反應,一般只起傳遞電子的作用。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分,形成一層水膜,因而使空氣中CO2,SO2,NO2等溶解在這層水膜中,形成電解質(zhì)溶液,而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的,如工業(yè)用的鋼鐵,實際上是合金,即除鐵之外,還含有石墨、以及其它金屬和雜質(zhì),它們大多數(shù)沒有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵,而陰極為雜質(zhì),又由于鐵與雜質(zhì)緊密接觸,使得腐蝕不斷進行。
二、影響油庫設備腐蝕的因素
影響金屬腐蝕的因素有金屬本身因素和介質(zhì)因素兩個方面。
1、金屬本身因素
金屬自身因素有異金屬接觸、化學成分不均、組織結(jié)構不均、物理狀態(tài)不均及表面膜不完整等。這些因素受金屬自身以及煉制工藝的影響比較大。
2、介質(zhì)因素
介質(zhì)因素有氧濃差、溫度差等。這些差異都取決于金屬所處的環(huán)境。油庫設備所處的環(huán)境有大氣和土壤兩種。 大氣腐蝕和土壤腐蝕是油庫設施設備腐蝕破壞的主要原因。
(1)影響大氣腐蝕的因素
①氣候條件
Ⅰ濕度。濕度是決定大氣腐蝕類型和速度的基本因素。濕度越大,一般大氣的腐蝕性越強。
Ⅱ降水量。雨水沾濕金屬表面,甚至沖刷破壞腐蝕產(chǎn)物的保護層,有促進腐蝕的作用。
Ⅲ溫度。統(tǒng)計結(jié)果表明,在其他條件類似的情況下,平均氣溫高的地區(qū)大氣腐蝕嚴重。此外,氣溫劇烈變化對腐蝕也有影響。例如,因晝夜溫差而導致的結(jié)露現(xiàn)象,也有加速腐蝕的作用。
Ⅳ日照量。日照量對大氣腐蝕起一種間接的影響。日照量大的地區(qū)往往容易發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。另一方面,陽光中的紫外線能使有機涂料變質(zhì),保護性能惡化。
②大氣污染物質(zhì)
Ⅰ二氧化硫。大氣中的一部分二氧化硫能被直接氧化成三氧化硫,溶于水后形成硫酸,另一部分吸附在金屬表面,與鐵反應生成易溶的硫酸亞鐵。硫酸亞鐵進一步被氧化,并由于強烈的水解作用生成硫酸,與鐵反應。
Ⅱ固體粉塵。固體粉塵的成分包括碳和碳化物等固體顆粒。一些固體顆粒本身沒有腐蝕性,但能吸附腐蝕性物質(zhì),如碳粒吸收二氧化硫和水汽后,生成腐蝕性的酸性溶液。
③金屬表面性質(zhì)和腐蝕物
金屬表面粗糙會使吸附力增強,腐蝕加重,表面如存在縫隙、小孔等死角,會使其中長期保持有水液存在,使腐蝕大大加重。
(2)影響土壤腐蝕的因素
①土壤性質(zhì)
Ⅰ孔隙度。較大的孔隙度有利于氧滲透和水分的保存,而它們都是發(fā)生腐蝕的促進因素。
Ⅱ含水量。土壤中含水量對腐蝕影響很大。土壤的水分對于金屬溶解的離子化過程及土壤電解質(zhì)的離子化是必要的。除了參與腐蝕的基本過程外,水分對于涉及土壤的其他因素幾乎也有影響。
Ⅲ電阻率。土壤的電阻率與土壤的孔隙度、含水量及含鹽量等許多因素有關。一般認為,土壤電阻率越小,腐蝕越嚴重。
Ⅳ酸度。有的來源于土壤中的酸性礦物質(zhì),有的來自生物和微生物的生命活動所形成的有機酸和無機酸,有的來自工業(yè)污水中人為活動造成的土壤污染。隨著酸性的增強,土壤的腐蝕性增加。
Ⅴ含鹽量。土壤中的含鹽量越大,土壤的電導率就越大,因而土壤腐蝕越嚴重。
②微生物
在缺氧的土壤條件下,例如密實、潮濕的粘土深處,金屬腐蝕過程似應很難進行,但是這樣的條件卻有利于微生物的生長。據(jù)估計,地下埋設金屬構件的腐蝕,有一半要歸咎于微生物的腐蝕作用。許多微生物還能破壞有機物為基礎的防護覆蓋層。
三、油庫設備的防腐措施
1、覆蓋層保護法。
最常見的保護措施,埋地管路通常使用焦油瀝清覆蓋層。為了增強覆蓋層的強度,往往加入填料活用石棉、玻璃纖維等無機纖維纏繞加固。近年來又發(fā)展了聚乙烯塑料、環(huán)氧樹脂噴涂等方法。
2、陰極保護法
金屬的腐蝕是一陽極過程。就是將金屬置于陰極,即陰極保護法。陰極保護法具體又分為兩種。其一是將被保護的金屬接在一起.這也稱為犧牲陽極保護法。在地下管線密集的地區(qū),應注意陰極保護裝置引起的附近管道設施的雜散電流腐蝕。
3、隔離法
微電池作用是造成金屬腐蝕的主要原因.但單一個電極是構不成電池的.要構成電池就必須同時具備陰陽兩級。因此,金屬腐蝕的措施就是將金屬(陽極)和其它介質(zhì)(陰極)隔離開來,使之構不成電池�？梢酝ㄟ^靜電噴涂等,氧化或鈍化(包括化學鈍化和電化學鈍化)、等方法在金屬表面覆蓋一層金屬或非金屬保護層來實現(xiàn)。
4、研制開發(fā)新的耐腐蝕材料
解決金屬腐蝕的根本措施是研制開發(fā)新的耐腐蝕材料,如特種合金、新型陶瓷、復合材料等來取代易腐蝕的金屬。但因其成本太高而不可能在工業(yè)上大規(guī)模使用。不銹鋼則是便宜得多因而也用得較為普遍。鈦也是一種很好的耐腐蝕金屬。在不銹鋼中加入鈦可防止晶間腐蝕。隨著科技的進步,新的耐腐蝕材料一定會層出不窮。
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