主題詞 汽油儲罐 泄漏 原因分析 措施
1994年黑龍江石油化工廠油品車間一座700m3汽油儲罐底部穿孔發生泄漏事故,造成了一定的經濟損失。由于發現及時,采取了相應措施,因此才沒有釀成更大的災禍。
該儲罐為立式圓筒無力矩頂罐,罐體材質為A3鋼,壁厚8mm,為常溫常壓儲罐。建于1970年,此罐底板已下沉到基礎地面以下,罐底板和第一層圈板已被土覆蓋。被埋入地下部分常年有水分存在,罐底和埋入地下的罐壁長時間處于嚴重的腐蝕環境中,致使罐底板和罐壁受到腐蝕,罐壁厚由8mm減薄至1~3mm,嚴重處穿孔泄漏。
北方地區冬夏季的環境濕差大,夏季罐體外表面金屬呈潮濕狀態,表面水氣凝聚成水膜,產生電化學腐蝕,形成電化學的氧去極化反應:
Fe→Fe3++3e
O2+2e→O2-
2Fe3++3O2-→Fe2O3
4Fe2O3+Fe2+=3Fe3O4
在冬春季節,空氣干燥,罐體與環境溫差大,水分很快蒸發掉,罐體金屬處于干燥狀態,即產生銹蝕的銹層也是干燥的,此時處于通氧氣氛中,使具有磁性的黑色Fe3O4被滲入銹層的氧重新氧化,氧化皮脫離金屬表面,干濕交替的條件使Fe3O4與Fe2O3的水合物(鐵銹)交替生成、同時存在,有銹的鋼板腐蝕加速進行,這種情況下的金屬外壁腐蝕速率遠大于在相同溫度下鐵在水中的正常腐蝕速率,從而導致罐壁穿孔。
罐壁金屬腐蝕的另一原因是被土覆蓋的緊密程度不同,緊密處氧的供給困難,形成缺氧區,松馳的部位(腐蝕嚴重部位)氧供給充足,這樣兩者靠近的區域(有連續的電解質液膜)形成了氧濃差電池,構成縫隙腐蝕,縫內為陽極,不斷溶解,陽極反應生成Fe2+,Fe2+還可以進一步氧化生成Fe3+,水分中大部分都含有Cl-,Fe2+、Fe3+在Cl-作用下使縫內溶液酸化。
3Fe2++4H2O→Fe3O4+8H++2e
Fe3++3H2O→Fe(OH)3+3H+
Cl-通過縫口的腐蝕產物向縫內遷移,縫內引入了強腐蝕性的鹽酸。這種自催化作用使縫內溶液不斷酸化,腐蝕不斷加速。
金屬外壁腐蝕的環境是可以預見和防止的,對于被土覆蓋的部分要及時將土清開,讓罐壁金屬始終處于一個干燥的環境之中。另外具有保溫、儲存、輸送低溫石油化工產品功能的設備和管道,保溫層下的金屬外壁腐蝕更為突出,尤其是在輸送液態烴類的管道上,這種腐蝕更為普遍。加強對在用設備和管道外壁的檢查,是防止腐蝕造成意外事故的必要手段,做好金屬外壁的防腐及采用密閉性好、化學性能穩定的保溫結構與材料是解決問題的根本。
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