舟山储罐外防腐涂层结构设计及评价.doc

1、舟山储罐外防腐涂层结构设计及评价摘 要 通过对舟山大气的腐蚀因素的调研，得出其腐蚀因素主要为：大气中的水分、空气中的污染物与盐类物质、紫外辐射，且具有较强的腐蚀性的结论。根据这一结论，设计了相应的防腐蚀涂层体系，即选用环氧富锌涂料作为底漆，环氧云铁涂料作为中间漆，分别以氯化橡胶、丙烯酸聚氨酯和氟碳树脂作为面漆。针对体系所用五种涂料的基本力学性能和三种面漆涂料的耐盐雾性、耐紫外光老化性和耐腐蚀介质性，分别进行了基本力学性能试验和耐盐雾性试验、耐紫外光老化性试验和耐腐蚀介质性试验，得出结论：五种涂料都具有较好的基本力学性能，三种面漆涂料中，氯化橡胶的各种性能都要相对较差。该结论对今后沿海环境中储罐

2、的外防腐蚀涂层的设计具有指导性意义。关键词：原油储罐；大气腐蚀；防腐蚀涂层；性能评价Structure design and evaluation of anticorrosive coating of storage tank of ZhouShanAbstractIn this Paper, though the investigation of the atmospheric corrosion factors in ZhouShan, discover that the main factors of effect corrosion are high air humidity, th

3、e pollutant and the salts material in the air are higher, the strong ultraviolet radiation. Made evaluation on the atmospheric corrosion, discover that the atmosphere in Zhoushan has strong corrosive. Design the corresponding anti-corrosion coating structure according to its corrosivity of atmospher

4、ic, choosing Zinc-rich epoxy as primer coat, choosing epoxy micaceous iron oxide as intermediate coat, choosing chlorinated rubber, acrylic polyurethane and fluorocarbon resin as finishing coat respectively. To evaluate the basic performance of five coatings through the basic performance test respec

5、tively. To evaluate the salt fog resistance, the ultraviolet aging resistance and the resistance to corrosion medium of three paint coatings through salt spray resistance test, ultraviolet aging resistance test and corrosion resistance test. Draw the conclusion: the five coatings have a good basic p

6、erformance, for the three paint coatings, various performance of chlorinated rubber are relatively worse than the other two. The conclusion has guiding significance to external anticorrosion coating design of storage tank in coastal environments for the future. Keywords：Oil tank；Atmospheric corrosio

7、n；Anticorrosive coating；Capability evaluation目 录第1章 前言11.1 储罐腐蚀研究现状11.1.1 储罐腐蚀研究意义11.1.2 储罐的防护措施21.2 防腐蚀涂料发展及研究现状21.2.1 防腐蚀涂料的发展21.2.2 常用防腐蚀涂料的种类3第2章 储罐外表面防腐蚀涂层概述42.1 防腐蚀涂层的防腐机理42.2 储罐外表面防腐蚀涂层的涂装工艺42.2.1 涂装前金属储罐外表面的处理52.2.2 涂层的厚度52.2.3 涂装现场环境因素的控制62.2.4 涂料的涂装间隔控制62.3 储罐外表面防腐蚀涂层的结构62.4 影响储罐外表面防腐寿命的因素

8、72.5 储罐外表面防腐涂料应具有的特性及选择原则72.5.1 基本力学性能72.5.2 疏水疏油性82.5.3 耐候性82.5.4 选择原则9第3章 舟山大气腐蚀因素调查及防腐蚀涂层的设计103.1 舟山大气环境条件调查103.2 舟山大气腐蚀的影响因素113.3 舟山大气腐蚀性评价113.4 防腐蚀涂层的结构设计123.4.1 大气环境对储罐外防腐涂层的要求123.4.2 涂层结构的确定133.5 舟山储罐外防腐层性能评价方法的建立143.6 本章小结15第4章 储罐外防腐涂层的性能评价164.1 防腐蚀涂层基本性能的测定164.1.1 涂料细度的测定164.1.2 涂料粘度的测定164.

9、1.3 涂料各涂层间附着力的评价184.1.4 涂层柔韧性的评价194.1.5 涂层耐冲击性的评价204.2 面漆涂层耐盐雾性的评价214.3 面漆涂层耐紫外光老化性的评价214.4 面漆涂层耐腐蚀介质的稳定性评价224.4.1 面漆涂层耐盐水稳定性的评价224.4.2 面漆涂层酸、碱性溶液稳定性的评价234.5 本章小结24第5章 结论25致 谢26参考文献27第1章 前言第1章 前言石油储罐是石油开采、运输、存储和加工过程中重要的基础设施，是石油化工企业的基础设备，它的正常运作对整个石油石化系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。尤其是在近海环境中，由于雨量丰沛，空气湿度大，年平均湿度在70

10、%-90%之间，远远高于内陆地区，且由于海风的作用，空气中夹杂着大量的盐类物质，导致储罐的外壁腐蚀情况非常严重。原油储罐的腐蚀不但会带来经济上的直接损失，而且可能会引起环境的严重污染甚至一些后果极其严重的事故，可见，储罐的防腐蚀与石油石化企业的正常生产运行和经济效益有着密切的联系。因此，开展石油储罐及其附属钢结构的防腐蚀技术研究是非常必要的。现如今存在着种类繁多的腐蚀防护技术，其中涂层保护技术能够起到很好地隔绝腐蚀介质、提供阴极保护和减缓腐蚀的作用，是目前钢制材料普遍采用的相对经济的防腐方法。1.1 储罐腐蚀研究现状1.1.1 储罐腐蚀研究意义近年以来，石油工业的发展不断加速，各种储罐的数量不

11、断增多，在其服役过程中由于腐蚀的发生也在不断产生各种各样的问题1。原油储罐的腐蚀不仅会缩短其正常运行的年限，而且腐蚀生成的腐蚀产物进入油品后，也会使后期的炼油过程中使用的催化剂变性失效。美国环境保护署（EPA）对储罐的泄漏情况进行过调查，在1988-1990年间所报告的6000多个泄漏事故中，油品泄漏总计有五千三百万升。欧美大多数国家的储罐使用年限已过20年，均有不同程度的腐蚀发生2。国内各地区储罐的腐蚀情况也很严重。2009年9月扬州某石油化工厂的清V-101储罐在检查时发现，罐壁有轻微腐蚀发生，罐底钢板的腐蚀程度十分严重，出现多处大范围片状腐蚀及点蚀坑洞，蚀坑深度大多在4-5mm上下3。据

12、相关统计显示，正常使用2-3年后的原油储罐罐体全都发生了一定腐蚀，其中有超过三分之一的储罐因腐蚀而造成穿孔以致油品泄露，还有大约三分之二的油品因为腐蚀产物中细菌的进入而造成深度污染4。因此，开展对油罐群及其附属钢结构的防腐技术的研究，不仅能为近海石油储备战略基地的防腐设计提供科学依据，而且对于减少由近海环境腐蚀造成的经济损失及环境污染也具有重要意义。1.1.2 储罐的防护措施在实际生产中最经常使用的原油储罐的防腐技术可大致归结为合理选材、喷涂抗静电涂料防腐、热喷涂铝技术等7个种类5。（1）合理选材根据腐蚀环境，选择相应的处理过的耐腐蚀钢材。（2）喷涂抗静电涂料防腐喷涂抗静电涂料可以有效减少电荷

13、在原油储罐中的堆积。（3）刷涂涂料结合阳极保护两者结合，不但可以更好的防腐蚀，而且更加经济，是经济有效的防腐蚀方法5。（4） 热喷铝技术喷涂的铝涂层可以在大气中氧化形成结构紧密的氧化膜，其稳定性很高，能够很好地将腐蚀介质与基体材料相隔离。这层氧化膜可以有效避免罐体与O2和H2S接触，阻止原油储罐腐蚀的发生。（5） 添加缓蚀剂添加缓蚀剂是有效减轻石油化工行业中各类储罐内腐蚀的防腐方法6。 （6）合理的结构防腐蚀设计所设计的储罐除了要满足工艺上的要求，还需要考虑尽可能地减少容易发生腐蚀的因素。 （7）开发新型石油脱硫技术研发新型石油脱硫技术可以有效地减少储罐内壁腐蚀的发生。对于石油行业的储罐的外壁

14、及其附属钢结构，目前采用较为广泛的防腐方法是涂层防护的方法。1.2 防腐蚀涂料发展及研究现状1.2.1 防腐蚀涂料的发展随着国外越来越重视环境保护, 他们的所生产的涂料也越来越偏向于无污染、无公害、经济高效、节省能源的方向, 得到迅速发展的是少公害或无公害的涂料及具有优良防腐性能的重防腐涂层7。我国的涂料的研发也在朝无毒(或低毒)、无污染、节省能源、经济高效的方向发展, 这是与国外涂料发展方向一致的, 在化工、石油化工行业的应用中, 重防腐涂料以其优异的防腐性能、较长的使用寿命、简便的施工和易修复等优点, 得到越来越广泛的研究与应用。1.2.2 常用防腐蚀涂料的种类经过了几十年的发展，面漆的种

15、类可谓是种类繁多，性能也各有不同。根据涂料的防护年限，可以将防腐蚀面漆大致划分为普通型和长效型两种8。普通型面漆多采用丙烯酸、醇酸、氯化橡胶（或其改性体）、高氯化聚乙烯、热塑型有机硅丙烯酸9等，再配以铝粉、云铁、鳞片石墨粉等颜料；长效型面漆以氯醚、有机硅醇酸10、脂肪族聚氨酯、有机硅丙烯酸11、环氧脂肪族、氟碳树脂12等为主。普通型面漆的应用有比较长的历史，其优点是防护成本低，但一般不能维持较长的使用周期，再加上诸如机械性能较差、污染环境等原因，在钢结构的长效防腐领域逐渐被长效型面漆所取代。长效型面漆的特点是力学性能十分优异，耐候性较好。目前户外钢结构的防腐性能较好的就是脂肪族聚氨酯、氟碳树脂以及有机硅类这三大类面漆。且脂肪族聚氨酯和氟碳树脂面漆已在国内外的桥梁防腐等领域有较多的应用案例。对于有机硅类防腐蚀涂层由于树脂的制备技术控制和掌握在国外几家公司手中13，因此在国内对其耐蚀性的研究报道及应用案例较为鲜见。2第2章 储罐外表面防腐蚀涂层概述第2章 储罐外表面防腐蚀涂层概述2.1 防腐蚀涂层的防腐机理人们在30年前就认为在被保护金属的表面形成一层隔绝涂层来防止水和氧与被保护金属表面