Нефть - главное богатство
России

Защита резервуаров от коррозии


Процесс разрушения металла, вследствие химического или электрохимического взаимодействия его с внешней средой, называется коррозией.

Основными видами коррозии в наземных металлических резервуарах являются: атмосферная коррозия внешних поверхностей резервуара, коррозия внутренней поверхности крыши и верхних поясов корпуса под воздействием паровоздушной среды, коррозия внутренних поверхностей стенок и днища, соприкасающихся с жидким продуктом, и почвенная коррозия наружной стороны днища.

Атмосферная коррозия резервуаров

Атмосферная коррозия обусловливается электрохимическими процессами. Электролитом в этом случае служит тонкая пленка влаги или отдельные ее капельки, возникающие на поверхности резервуара во влажной атмосфере. Защита внешних поверхностей резервуара от атмосферной коррозии достигается окраской их атмосферостойкими лакокрасочными покрытиями (алюминиевыми и др.).

Коррозия внутренней поверхности крыши

Коррозия внутренней поверхности крыши, ферм и верхних поясов корпуса происходит при наличии в газовой фазе сернистых соединений, а также при попадании в резервуар влажного воздуха во время его «дыханий». Влага, содержащаяся в воздухе, конденсируясь на металлических конструкциях в присутствии сероводорода и кислорода, создает условия для возникновения электрохимической коррозии.

Коррозия внутренних поверхностей стенок резервуара

Коррозия внутренних поверхностей стенок резервуара, соприкасающихся с сернистыми нефтепродуктами, происходит в результате химического взаимодействия металла с указанными жидкостями.

Особенно сильно подвергаются коррозии нижний пояс и днище ререзвуара, соприкасающиеся с пластовой водой при хранении нефти и с подтоварной водой при хранении нефтепродуктов. Эти воды, как правило, минерализованы, содержат в себе агрессивные растворы кислот, солей и газов, обусловливающих усиленную коррозию соприкасающегося с ними металла, вследствие возникновения местных электролитических процессов.

Кроме того, в застоявшейся воде, как показали опыты, обнаружена бактериальная жизнь (тионовокислые и сероводородные бактерии). Жизнедеятельность бактерий сопровождается образованием активных продуктов, вызывающих усиленную коррозию металла. В результате микробиологических процессов возможно появление сероводорода в воде, ранее его не содержавшей.

Защита внутренних поверхностей резервуаров, постоянно пребывающих в газовой фазе (крыша, фермы, верхний пояс корпуса), может осуществляться применением следующих средств:

  1. металлических защитных покрытий (металлизация алюминием);
  2. неорганических покрытий на основе цемента с обработкой поверхности магнезиально-фтористо-кремнистым раствором и
  3. пластических покрытий из химически стойких нерастворимых полимеризующихся веществ (бакелитовый лак, этиноль с графитовым наполнителем и перхлорвиниловые эмали).

Плавающие крыши также являются хорошим средством против коррозии в газовой фазе.

Защита днища и нижнего пояса корпуса, соприкасающихся с подтоварной и пластовой водой, осуществляется:

  1. добавлением в подтоварную воду щелочей, нейтрализующих кислоты, или ингибиторов коррозии, снижающих ее скорость;
  2. покрытием асфальтом или каменноугольным пеком с устройством над ними водяной подушки;
  3. покрытием цементным раствором;
  4. биметаллизацией — нанесением на обычную углеродистую сталь тонкого слоя легированной антикоррозийной стали;
  5. протекторной защитой, т. е. установкой на днище резервуара в слое электропроводящей воды протекторов из цинка или сплавов цинка, алюминия и магния, подвергающихся разрушению вместо металла резервуара.

Для защиты внутренней поверхности резервуаров от сернистой коррозии и образования пирофоров Гипронефтемаш разработал лакокрасочные бензостойкие перхлорвиниловые покрытия для крыш, ферм и верхних поясов резервуара, а для днища и нижнего пояса — цементное торкрет-покрытие.

Сроки службы крыш и верхних поясов резервуара

Сроки службы крыш и верхних поясов резервуара, защищенных лакокрасочными покрытиями «А» или «Б», составляет 5—б лет при условии очистки резервуаров при помощи моечных машин, способствующих сохранности лакокрасочного покрытия и позволяющих сократить простои резервуаров.

Цементное торкрет-покрытие обеспечивает удлинение сроков эксплуатации днища и нижних поясов резервуаров до 10—12 лет.

Покрытие «А» изготовлено на основе совмещенных лаковых растворов перхлорвинила и этиноля с железным суриком и пластифицировано соволом; покрытие «Б» — на основе лакового раствора перхлорвинила и цемента; цементное торкрет-покрытие представляет собой слой цементного раствора, армированного металлической сеткой. Покрытия наносятся на поверхность металла, предварительно очищенную пескоструйным способом.

Покрытия «А» и «Б» можно наносить кистью и краскораспылителем. Работы по нанесению покрытий следует производить при температуре воздуха не ниже +12° С и относительной влажности не более 70%.

Пленкообразующее свойство покрытий достигается наличием в их составе перхлорвинилового бензостойкого лака ХВ-77.

Почвенная коррозия

Почвенной коррозией называют разрушение металла, происходящее в результате взаимодействия почвенного электролита с металлом.

Почвенная коррозия сильно зависит от состава почвы и особенно от ее влажности и аэрации. Наименьшим корродирующим воздействием на металл обладают сухие пески, поэтому резервуары рекомендуется устанавливать на сухих песчаных грунтах.

Защита дна наземных резервуаров

Защита днища наземных резервуаров и заглубленной части подземных наиболее часто производится битуминозной изоляцией. Однако практика эксплуатации резервуаров показала, что защита днищ только битуминозной изоляцией недостаточна. Битумные покрытия с течением времени теряют свои изоляционные свойства (стареют, трескаются, становятся пористыми) и почвенные электролиты проникают к поверхности металла днища.

В связи с этим широко применяется в дополнение к битуминозной изоляции защита днищ резервуаров от коррозии электрохимическими методами, при помощи автономных гальванических анодов (протекторная защита) или посредством катодной поляризации днищ (катодная защита).

Эффективным и дешевым способом защиты от почвенной коррозии является катодная защита. Сущность ее заключается в том, что вся соприкасающаяся с грунтом поверхности защищаемого резервуара искусственно делается катодом путем включения в цепь источника постоянного тока. Анодом в этой электрической цепи является специальное заземление, уложенное в грунт вокруг резервуара.

Постоянный ток от положительного полюса источника течет к заземлению, от него—через почву, являющуюся в данном случае электролитом, и через поврежденные места изоляции переходит на резервуар, а затем к отрицательному полюсу источника. Активному разрушению в этой цели подвергается заземление, которое выполняется из старых труб, рельсов и т. и.

Сущность протекторной защиты заключается в создании такой электрической цепи, в которой катодом является днище резервуара, а анодом — протекторы, т. е. металлические стержни, имеющие более высокие отрицательный потенциал и электрохимический эквивалент, чем стальные. В связи с этим разрушению подвергаются протекторы вместо днища резервуара.

Протекторы помещаются в грунт ниже поверхности на 10—15 см и соединяются с днищем резервуара проводниками. Пространство между грунтом и протектором заполняют специальной засыпкой, состоящей из гипса и бетонитовой глины, которая обеспечивает лучший контакт анода с грунтом, уменьшает сопротивление при выходе тока, стабилизирует потенциал анода, устраняет поляризацию и уменьшает собственную коррозию.

Применение протекторной защиты рекомендуется для резервуаров, предназначенных для длительной эксплуатации на срок более 10 лет.