炼油厂的湿式
气柜一般由水槽、中节和
钟罩3部分组成。其本体材质多为碳钢。
气柜的工作原理是中节和
钟罩浸在水槽中,在一定条件下可自由升降而改变容积来储存
气体。因中节和钟罩经常
浸人水中或升出水面,在燃料气等
腐蚀性介质的长期作用下,会受到严重
腐蚀;
气柜内壁上部与瓦斯气体接触,下部与水槽中的水接触,所以
气柜表面会受到大气、燃料气和水的腐蚀。如果不采取措施,使用几年以后,
气柜的壁面就会减薄甚至局部穿孔造成气体泄漏,因此重视
气柜的防护对延长
气柜的使用寿命至关重要。
某炼油厂5000m3时湿式
气柜为螺旋导轨低压式
气柜,其结构形式见图1。
气柜本体材料为碳钢,虽然表面采取了一定的防腐蚀措施,但使用时间不长一部分壁板出现不同程度的腐蚀,局部还出现了穿孔,已无法使用。
经对
气柜内外壁面进行检查和测厚,发现钟罩顶部无明显腐蚀;水槽壁面腐蚀轻微,主要集中在水槽壁面上部,以片状点蚀为主;底座表面钢板有局部变形和凹陷,表面有少量点蚀,经测厚底座未发现明显减薄。
气柜的腐蚀主要集中在中节及钟罩壁面,该部位出现不同程度的带状和片状腐蚀,以溃疡状腐蚀为主,有的地方出现穿孔,表面出现斑点和凹坑,腐蚀深度达Zmrn左右。
另外,
气柜水槽中的水质发黑,表面有大t漂浮物,有明显的异味。
气柜内外壁经喷砂处理后,对不同部位进行了测厚,实测结果见表1所示。
2腐蚀原因分析
2.1漆膜表面损坏造成腐蚀
当中节和钟罩在水槽中经常上下浮动时,在漆膜存在气孔的部位水分会渗人,当水分到达漆膜与基体之间的界面时,使漆膜与基体结合度下降,出现剥离或鼓包,进而使漆膜逐渐脱离基体,出现基体腐蚀。漆膜下腐蚀主要为电化学腐蚀:
阴极反应:O2+H2+2e=20H;
阳极反应:Fe二Fe2++2e。
另外,由于
气柜运行时反复升降,造成设备表面、特别是中节和钟罩表面不断干湿交替,金属暴露在空气中,如果表面有锈蚀层存在,锈蚀层就充当了氧气和水的储槽作用,锈蚀层下基体铁的离子
化起了强氧化剂的作用,在一定条件下,腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。由于天气的变化,金属表面温度随之变化,这样在化学、电化学作用下,金属表面将加速腐蚀,这在
气柜中节和钟罩经常浮出和浸人水面位置处最为明显,而且腐蚀最严重。
2.2储存介质的腐蚀
炼油厂燃料气中含有一定量的玫S,在夜间或冬季,饱和燃料气将在
气柜冷壁上析出瑞S等酸性气体冷凝液,造成玩S一玩0“液膜态”电化学腐蚀。所以在
气柜内壁上部表现为均为腐蚀,这在
气柜中
节和钟罩内部检查时得到了证实。另外,由于燃料气中的玩S等腐蚀性气体和外界的砂尘、泥土不断进人水槽水中,使水槽中的水成为一种腐蚀性电解质溶液。由于
气柜储水量较大(别X幻耐左右),在长期不更换时,其腐蚀性更强。而且高原地区的水盐含量高,特别是强腐蚀性的氯离子、硫酸根离子等离子含t高,从而加速了
气柜腐蚀的进程,被水浸湿的
气柜表面实际上覆盖着一层薄薄的“玩S-
仇一玩O’,液膜。该液膜使气体极易到达钢铁表面,同时由于干湿交替,再加上高原地区比较干燥,水分蒸发较大,浓缩了液膜中的腐蚀介质,从而加速了金属的腐蚀。在水对涂层的侵蚀作用下,使该
部位的涂层很快遭到破坏并脱落,进而使金属裸露,从而使得腐蚀进一步扩大、蔓延,出现片状或带状腐蚀。所以,水槽水封线附近腐蚀最为严重,其腐蚀产物为黑褐色,经分析主要成分为铁的硫化物和氧化物的混合物,说明从S是腐蚀的主要原因。在对
气柜底部沉积物清理时发现存有平均厚度30cm的黑色油泥,且发出异常难闻的气味,说明有大量细菌存在。
2.3细菌腐蚀
气柜上部由于接触大气,腐蚀较轻。水槽中的水由于长期不更换,燃料气中又存在玩S,在缺权和沮度适宜的条件下,会加速细蔺的萦殖,从而在油泥中大盘产生硫酸盐还原菌。该细菌可以把碑
化物还原生成残S,进一步增加了水中瑰S的含量,从而加速金属的腐蚀。
(l)在
气柜内部气相空间金属的腐蚀主要为:,H2S一H2O液膜态”的电化学腐蚀,基本表现为均匀腐蚀。
(2)
气柜外部中节和钟罩在水封线附近的腐蚀主要为H2S一O2一H2O环境的电化学腐蚀,是由于
气柜表面干湿交替及天气、金属壁面温度的变化而引起。
(3)
气柜水槽内部及底板的腐蚀主要为细菌引起的腐蚀。
要解决
气柜的腐蚀问题,必须重视气拒防腐蚀涂料的选择,要求涂料的耐水性和耐腐蚀性要好。另外,要求漆膜的附着力、表面强库、硬度芬高,抗老化性要强。由于
气柜内外壁的腐蚀情况不同,对
气柜内外壁选择的涂料也应有所区别:
(1)外壁应选用耐水性和耐腐蚀性好,附着力、表面强度高,抗老化性要强。由于格尔木地区紫外线强,要求涂料必须具有很强的抗紫外线能力,才不致于老化变质而脱落。
(2)内壁应选用耐水性和耐各种有害介质的抗腐蚀性强的涂料,并且与金属应有很强的粘合力。
(3)由于
气柜储水童较大(中小型
气柜储水量在2000-5000M3;大型
气柜储水量可达10000M3以上),经常更换
气柜内部的水是不可能的,也是不经济的。所以,要防止
气柜腐蚀,还必须改善
气柜的水质,在水中适当加人一些缓蚀剂、定期投加一定t的氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂,以减少水质对金属的腐蚀和对涂层的破坏作用。
通过调查,环氧富锌漆可作为炼油厂
气柜的防腐蚀涂料。富锌涂料中含有大量活性填料—锌粉,由于锌的电位较负,可起到牺牲阳极(锌)的阴极(铁—
气柜)保护作用。另外,在大气(仇)腐蚀下,锌粉的腐蚀产物比较稳定,且可起到封闭、堵漆膜孔隙的作用。格尔木炼油厂酬X刃时
气柜内外壁均选用双组份环氧富锌涂料,采用两道环氧富锌底漆,两道环氧富锌面漆,每道厚度要求不小于30um;柜体表面均采用机械喷砂处理,达到豁2.5。该工作在2000年底开始施工,2001年4月份投用。
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