液化石油气储罐应力腐蚀的分析与预防

近年来, 液化石油气在人们的生活中发挥了巨大的作用。由于液化石油气具有易燃的特性, 在储运中如果发生储罐腐蚀的现象, 极大可能引发安全事故, 因此对储罐进行保养防腐是必不可少的。工作人员应该制定出有效的防腐方案, 根据设备的腐蚀进行原因分析, 并且积极制定有效的处理措施。

1 液化石油气储罐腐蚀研究

液化石油气中含有二氧化硫、氢以及游离水等成分, 以上都是腐蚀性较强的化学物质, 会对储罐带来一定的威胁。因此, 如果不能够及时对储罐内外部制定有效的防腐措施, 则会引发液化石油气泄露、火灾等情况, 危及安全生产。为了保障企业的稳定运行, 管理者必须采取一定的预防措施。

1.1 腐蚀形成原因

(1) 从腐蚀形成的原因上来看, 只有是由于液化石油气中的液化因子与氧气发生反应, 加快了液化石油气的流动速度, 使腐蚀气体散播在空气中, 从而导致预应力较弱, 并对储罐产生腐蚀。

(2) 当液化石油气中的介质在温度较高的封闭空间运行时, 液化石油气中的氮原子会沿着储罐的四周进行蔓延, 在表面扩散的同时形成脆化层。从内部结构的塑性来讲, 脆化层的形成使得预应效应瓦解, 在负荷作用的影响下出现开裂的情况。

(3) 液化石油气储罐的表面通常是以焊接方式进行加固。但如果工作人员的技术性不强, 很容易出现连接点不稳定的现象。如果储罐表面有微小的裂纹, 分子的离合性会增强, 内部运行也更加剧烈, 使熔合区的固体脆性减弱, 并使开裂的危险增加。

1.2 应力腐蚀的作用

应力腐蚀的作用主要包括以下几个方面:第一, 从液化石油气表面介质的运动规律来看, 一般以纵向发展为主, 它会促进保护膜的生成, 并防止裂纹的产生。如下图所示, 该图是应力腐蚀作用图。我们可以从中看出:不同应力在液化石油

气储罐中流动方向是不同, 腐蚀前端的应力过于集中, 会出现横向运行的情况。而金属原子作为游离物在储罐的内壁中形成一层保护膜, 对组织结构起到保护的作用。同时, 保护膜的钝化作用非常强, 会在拉力的影响下使储罐的形态不断发生变化, 直到出现裂痕为止。从本质上来讲, 应力腐蚀的必要条件就是拉伸力, 它能够使液化石油气储罐的使用性能下降, 并在外部负荷性增加的情况下出现分子凝结的现象。从热力学的角度来看, 抗应力腐蚀与其内部组织的平衡性具有一定的关联性, 平衡性越好, 越不容易出现腐蚀的现象。因此, 储罐裂缝的位置比较统一, 一般在液面之下, 这种情况也更容易使脆化层出现。

1.3 应力腐蚀的危害

(1) 破坏性强。应力腐蚀而引起的裂纹往往深入到金属内部, 一旦发生, 很难修复, 有时只好整台设备报废。

(2) 腐蚀快。应力腐蚀一旦产生裂纹, 其腐蚀扩展速率相对于其它类型的腐蚀要来的快。

2 液化石油气储罐腐蚀的处理措施

液化石油气储罐的防腐措施包括很多方面, 工作人员要根据实际情况进行处理, 以减少液化石油气泄露以及爆炸的概率。从液化石油气储罐腐蚀的基本部位来看, 一般会发生在与液化物相近的底面中。储罐被腐蚀的初期, 储罐的底部会出现一些明显的坑洼, 发生变形情况。当到了腐蚀的中后期, 罐内壁会出现一些溃疡状的坑点, 液化石油气也出现连续泄露的情况。针对以上情况, 工作人员应该优化处理措施, 实现防腐的高效性。

2.1 选用优质的防腐涂料

防腐涂料的应用是必不可少的, 它能够在一定程度上使储罐得到保护。第一, 材料的选用中, 工作人员应该从经济性、防腐性能、综合效率等三方面出发, 体现涂料的整体性能。一般情况下, 涂料的耐熔性是工作者选择的第一标准。在涂抹的过程中, 要求相关人员应该沿着储罐的内壁进行均匀的处理, 重点对错落的边角进行把控, 以达到全面覆盖的目的。第二, 为了使防腐涂料快速的渗透到储罐内部, 工作人员应该在U形的薄壁区加上一层附着薄膜, 令整体的预应力增强, 也体现了涂料的抗冲击性。最重要的是, 如果发现储罐中出现了细微的裂纹, 工作者要根据其深浅性进行打磨, 并在焊接部位涂抹防腐用料, 经过2个小时的晾晒后再实施修补工作。为了使内部的预应力增强, 不使焊接热量过于集中, 可以利用涂料中产生的液化介质进行检验, 为预防工作提供有利条件。

2.2 合理控制液化石油气储罐的硬度

液化石油气储罐的硬度控制是比较关键的防腐措施之一。首先, 从对储罐的焊接方式来讲, 工作人员应该对内部结构进行组织, 并在表面残余应力分析的基础上划分出热效应的影响区域。为了避免储罐出现裂纹, 工作人员应该利用规范的焊接工艺促进储罐的硬性管理。经过实践表明:在焊接后进行热处理是防止储罐脆化的基本方法之一。在储罐的焊接缝隙中比较容易出现H2S应力腐蚀, 如果液化膜在不断运动下出现了水蒸气, 并渗入到焊接表层, 会对储罐造成较大影响。因此, 工作人员应该以焊条的长度为准, 用连接钢板构建储罐的主体框架, 并根据焊接问题与热处理步骤确定操作标准。如果焊接区的储罐硬性较大, 则可以采用分阶段的焊接方式等待外部材料温度降低, 并出现冷却情况后再进行处理。同时, 操作人员要尽量减少腐蚀区咬合不紧的情况, 在溃疡状麻点的四周做好标记, 并利用探伤仪检验气体中出现的化学反应, 根据氮原子的走向来确定基本的焊接线。

2.3 添加合理的缓蚀剂, 选择检验周期

缓蚀剂的添加也是储罐防腐中比较关键的部分。第一, 从缓蚀剂的使用性能来看, 它能够与液化水发生反应, 形成游离状的疏水基团。分子团在长时间的运动下会出现凝结的情况, 形成新的吸附膜, 附着在储罐的金属表面中。储罐发生腐蚀的重要原因就是水与二氧化硫的不断反应, 而缓蚀剂则能够降低分子运动的速率, 对组织结构进行重新规划, 并突破表层的金属元素, 加强储罐的硬性。第二, 从检查周期的选择上来看, 操作人员应该注重对储罐的安全防控工作。按照设备的使用频率来规划检验周期, 并确定关键的检测部位, 通过无损分析的方法查看储罐接头的焊接情况, 衡量安全风险系数。同时, 工作者也要根据储罐开裂程度的不同选择检查范围, 对补修过的位置进行严格监督。一般情况下, 焊接长度不能出现太大的变化, 对于超过73mm的缝隙, 则不予补修。最重要的是, 工作人员也要针对实际条件做好记录, 从裂纹的长短、腐蚀原因、缝隙深浅、颜色等几方面出发, 建立齐全的储罐档案, 为后期的预防工作提供条件。

3 结语

综上所述, 本文主要从以下两个方面出发:第一, 对液化石油气储罐的应力腐蚀进行分析。第二, 阐述了储罐应力腐蚀的预处理方式。从而得出:为了保证液化石油气的良好储运, 工作人员应该强化对储罐的防腐处理, 从出现腐蚀的根源出发, 选择优质的防腐涂料, 实施正确的焊接方法, 避免裂纹的扩大和延伸。同时, 也要添加合理的缓蚀剂, 在金属表面形成一层保护膜, 为储罐内部组织的良好发展奠定基础。

摘要：随着社会的不断发展, 液化石油气储罐的防腐工作逐渐得到了人们的广泛关注。传统的预防过程中存在着一些问题, 主要表现为检验工作不及时、液化石油气储罐的脆化性强、预防措施不得当等等。针对以上情况, 工作人员应该根据储罐的预应力对腐蚀情况进行分析, 通过化学成分分析的方法降低介质的腐蚀性。因此, 本文以液化石油气储罐应力腐蚀的分析作为突破点, 对预防措施进行研究。

关键词：液化石油气,储罐,腐蚀,分析,预防

参考文献

[1] 程宏彬, 陈世群.液化石油气储罐裂纹分析及预防[J].石油化工安全技术, 2014 (04) .

[2] 陈国栋, 赵东辉, 张大秋.输送液化石油气管线应力腐蚀裂纹检验与分析[J].吉林劳动保护, 2010 (06) .

[3] 司荣庆, 崔英贤.在用液化石油气储罐腐蚀分析处理及预防[J].化学工程与装备, 2010 (09) .

[4] 林兴华, 蒋家羚, 钱季平, 章烈, 程常杰.液化石油气储罐焊接残余应力的测试和分析[J].石油化工设备, 2012 (01) .

[5] 孙奎福, 王宇佳, 游义忠.LPG储罐应力腐蚀分析与防护[J].杭氧科技, 2014 (04) .