钢质立式储罐罐底外壁防腐蚀标准系列腐蚀防护有效性的研究

摘要

储罐是石油化工行业广泛使用的原料及产品的储存工具。由于石油化工行业自身的特点，其原料、原料内杂质及产品往往带有不同程度的腐蚀性，这是储罐内腐蚀的原因之一；另外，储罐所处自然环境往往比较恶劣，外界的腐蚀性介质如雨水、潮湿大气等都会带来储罐的外腐蚀。一系列因素导致储罐的腐蚀普遍存在于从事石化产品加工生产的企业。又由于石化行业的原料及产品往往具有可燃性或毒性，因此，储罐腐蚀导致的泄漏不但会造成企业停产，给企业带来经济上的损失，更有可能造成火灾或中毒事故，给人员的生命及健康造成危害。 储罐的腐蚀与防腐蚀一直是石化行业需投入大量的人力物力来解决的一个矛盾。本课题主要针对立式圆筒形钢质储罐罐底板外壁的腐蚀环境、结合实例分析相关标准中推荐的防腐蚀措施的完善性。并以实验为依据提出了可行的对现有立式圆筒形钢质储罐罐底板外壁防腐蚀措施的完善意见。 本课题首先综合分析了关于钢质储罐施工工艺、钢质储罐罐底外壁阴极保护技术、阴极参数测试、涂层保护等一系列相关标准。并以企业遇到的实际问题为参考，从逻辑上分析了相关标准中存在的有待完善之处。还通过调查研究，走访多年从事储罐防腐蚀的老专家，了解到一些企业目前正在使用但尚未纳入标准体系的防腐蚀措施。 依据对标准体系的逻辑分析和对实际工作环境的调查研究，论证了储罐罐底外壁不可避免的存在一定范围的凹凸变形，其结果导致罐底外壁与基础间在某些区域存在可以影响牺牲阳极工作效果的气相区域。为了研究实际工况下不同防腐蚀措施的工作效果，本课题通过铺设沙土地基模拟储罐的地基以及储罐罐底存在的气相区域，使用小型储罐代替实际储罐，并分别对它们采取不同的防腐蚀措施，如相关阴极保护标准中推荐的牺牲阳极的阴极保护法、防腐涂料与牺牲阳极的联合保护等。 分别测量这些保护措施下储罐罐底外壁暴露于气相区域中的罐体的开路电位，以此评定该区域的罐体是否受到防腐蚀保护以及受保护的效果。另外，通过将不同保护措施下的储罐长期放置于实际环境中并观察其腐蚀形貌，确定不同防腐蚀措施的工作效果。这一系列定量分析的结果可以用来支持对现有立式圆筒形钢质储罐罐底板外壁防腐蚀标准体系的完善意见。 实验结果表明： (1)现有的单纯使用阴极保护的措施无法对暴露于气相区域的储罐罐体实施有效的保护。 (2)牺牲阳极加涂层的联合保护是目前一种更加有效的防止储罐罐底外壁发生腐蚀的措施。 依据本课题的研究结果，提出了对现有钢质圆筒形储罐罐底外壁防腐蚀标准的完善意见。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1本课题研究意义

1.2钢质立式储罐罐底板外壁腐蚀及防护情况调研结果

1.2.1钢质立式储罐罐底板外壁腐蚀案例

1.2.2油罐腐蚀类型

1.2.3当前常用的储罐底板外壁防腐蚀措施

1.3阴极保护技术介绍、发展过程及其应用

1.3.1阴极保护技术介绍

1.3.2阴极保护的发展过程

1.4涂层保护技术介绍、发展过程及其应用

1.4.1涂料的组成及各部分作用

1.4.2本课题所使用涂料的介绍

1.4.3涂层保护的机理

1.4.4涂层失效基理

1.4.5导静电涂层的应用以及发展趋势

1.5本课题研究方法

1.6本课题主要研究内容和目的

1.7本章小节

第二章储罐设计施工和防腐蚀标准的研究

2.1研究范围及研究方案

2.2对储罐设计施工标准的研究

2.2.1简介

2.2.2标准中对钢质储罐罐底板的施工和质量要求

2.2.3标准中对钢质储罐地基的施工和质量要求

2.3对阴极保护系统安装标准的研究

2.3.1简介

2.3.2标准中推荐的牺牲阳极的阴极保护方法

2.4对阴极保护参数测定标准的研究

2.5对三方面标准体系的综合分析

2.6现有储罐罐底板外壁防腐蚀标准存在的待完善处

2.7本章小结

第三章气相区域对牺牲阳极保护方法下电极电位的影响

3.1前言

3.2电极电位测量的目的及一般方法

3.2.1测量电极电位的目的

3.2.2测量电极电位的一般方法

3.3非连续电解质中电极电位测试实验的设计

3.3.1实验设计原理

3.3.2实验过程

3.4实验结果与分析

3.4.1牺牲阳极开路电位的测量

3.4.2被保护体暴露于气相不同程度时的电位测量

3.4.3实验结果分析

3.5气相、液相下牺牲阳极的阴极保护效果的对比试验

3.5.1试验设计

3.5.2实验结果

3.5.3结果分析

3.6本章小节

第四章不同保护措施对暴露于气相区域储罐罐底外壁的保护效果

4.1实验设计

4.1.1实验用小型储罐以及不同防腐蚀措施的设计

4.1.2储罐基础的设计

4.1.3实验用储罐基础电阻率的测定

4.1.4牺牲阳极

4.2实验数据

4.2.1对牺牲阳极保护系统有效性的验证

4.2.2不同保护措施下气相区域内被保护体的电极电位

4.2.3不同保护措施下储罐的自然腐蚀形貌

4.3结果分析

4.3.1各种防腐蚀措施实际工作效果的比较

4.3.2使用涂层加牺牲阳极联合保护的优势

4.4本章小节

第五章对当前储罐罐底外壁阴极保护标准体系的完善建议

5.1当前储罐罐底外壁防腐蚀标准体系中存在的不足之处

5.2对现有罐底板外壁阴极保护标准体系的完善建议

5.3本章小节

总结

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见