储罐底边缘板腐蚀原因和防腐方法——安邦双防

腐蚀特征

据有关调查资料分析，在油罐腐蚀中，底板腐蚀占 80%；在底板腐蚀中，底板下面的腐蚀占 50%:在底板下的腐蚀中，发生在边缘板下面的腐蚀占 60%。可见，罐底边缘板腐蚀是油罐失效的一个主要原因。事实上，该调查统计数与实际发生数相比还是偏低的。因此，加强对油罐底部边缘板的防护，选择合适的防水材料和设计可行的施工方案，对于提高油罐的使用寿命，减少腐蚀事故发生率是至关重要的。

油罐底部边缘板的腐蚀多数为层状均匀腐蚀，沿底板半径方向向中心逐步发展成局部腐蚀，再向里呈点蚀。边缘板下的锈蚀深度，从外周边向里大多为300~500mm。加热油罐的锈蚀比常温油罐明显，前者的锈蚀率大体上比后者高一倍。与实际发生的腐蚀情况具有这些特征。

二、腐蚀原因

为了分析油罐底部边缘板的腐蚀原因，首先应考虑油罐的变形。引起油罐变形的因素主要有两个:

1、是由于储油量的载荷变化引起的罐体变形。当油罐受液后，罐底和罐壁均受液柱压力的作用，底板的中间部分主要是产生很大的不均匀沉降，而边缘板受力状况则很复杂，这是由于罐壁在静液压力作用下产生很大的环向应力使油罐沿半径方向产生水平变位，而底层罐壁的下部由于与底板牢固地焊在一起(被约束)无法向外扩张，结果在边缘板处发生变形，同时在罐壁与罐底相接的角缝处产生很大的边缘应力，该应力均超过屈服极限，又由于存在基座反力的抵抗，最终导致底板边缘板的塑性变形，如图 1。当空罐时，罐体恢复原状,边缘板却由于塑性变形而向上翅曲，如图 2。这种变形的变形量大小与基础的软硬程度、边缘板的厚度、储液高度、使用周期和时间的长短有关,一般为 5~10mm。

2、是由于环境温度的变化使底板发生膨胀和收缩，导致罐体底板与基础之间的相对水平位移，该变位量可用下式计算:

AR=5.5X10AtD

式中 AR一水平变位量

At一温度差变化量，对常温罐考虑所在地冬季和夏季的温差，对加热罐应考虑加热温度与冬季空罐时的温差

D一油罐的直径

上述变形的持续会使油罐底板边缘板处与基座形成一条裂缝，该裂缝还会随着油罐的运行不断地膨胀与收缩，给外界的一些腐蚀介质如雨水、露水等的入侵提供了一条通道，由于这种缝隙很小，水不易挥发而长年积存，使该区域的底板外侧较长时间处于潮湿状态，进一步电化学腐蚀。水分对腐蚀速度起决定性作用，从腐蚀的全过程看，腐蚀反应并不消耗水分(反应物中与生成物中的水分相等)，生成物 Fe0:疏松透气，有助于水分吸附在钢体表面，从而使边缘板与基础间的腐蚀条件在较长时间内存在。另外，油罐底板本身存在的某些先天不足(与基础接触面预先涂敷的防锈漆在大角缝焊接过程中由于高温使局部漆膜破坏)，一旦有腐蚀介质侵入，也会导致锈蚀穿孔。

由于上述腐蚀发生在罐底与基础之间，一般无法观察，容易被忽视，也是最危险的。防止油罐底板下面腐蚀的关键是切断腐蚀介质的入侵通道，有效防止水、大气等介质从底板四周的入侵，以达到保护油罐底板(特别是边缘板)的目的。

三、罐底边缘板的防腐蚀

1、防腐材料的选择

根据上述油罐的变形及其底部边缘板的腐蚀机理分析可知，边缘板防腐所要采用的材料应具有防水性、耐候性、较强的附着力和较高的弹性。即:要求防水层是完整连续的整体，能真正隔离水、大气等的入侵;要求防水材料耐大气腐蚀、耐紫外线照射，不会产生影响防水性能的龟裂，高温不流淌和低温不脆裂:要求材料能适应因油罐运动或载荷变化引起的底板变形，同时具有适当的凝集强度(较粘结强度略小)，施工后完全硬化的时间要短，硬化后收缩或膨胀要小。目前国内外已开发出封闭性异氰酸盐基聚合物、弹性聚氨酷、丙烯酸丁醋等高性能的防水材料。

为了满足边缘板对防腐材料的要求，我们筛选出了一种高性能的防水涂料：聚合物水泥基防水防腐涂料，是由有机材料高分子丙烯酸(酯)乳液，和无机材料水泥基粉剂共同构成的双组份复合材料。有机材料乳液占比不超33% 无机材料粉剂占比不低于67%, 通过现场拌合、涂覆、铺设而形成一个低有机、高无机的复合材料防护(防腐、防水)层。传统的弹性防水和防腐材料几乎都是有机材料，因此本产品在使用年限和综合造价上具有十分明显的优势

聚合物水泥防水防腐涂料的厚质涂层与传统防腐材料相比，具有更好的不透水性和气密性，可以充分阻断“水、氧”,使金属失去氧化水锈蚀条件，厚质还大幅延长了重腐蚀气体对防护层进行腐蚀、穿透的破坏时间，从而有效的提高了防腐层的使用年限。同时大比例的选用无机材料，作为防腐层的构成部分，实现了增厚不增价，在防护年限大幅提高的前提下，产品具有较高的性价比。

聚合物水泥防水防腐涂料与油漆类产品设计厚度对照表

防腐环境条件

油漆类设计厚度(μm)

AFO1设计厚度(μm)

一般空气环境

≥300

≥500

恶劣空气环境、极低温、高温、高湿、持续振动、强腐蚀气态环境、基面锈蚀严重，防腐年限20年以上

基本不适用

≥800

水中及土壤填埋环境

不适用

≥1000

空气环境防腐构造设计参考方案(单位μm)

设计防护年限

无胎构造

有胎构造

10年以内

≥500

=800

10年～20年

=1000厚防护层

≥1200厚防护层内置增强胎体

20年以上

3.1200是防护层

≥1600厚防护层内置增强胎体

水中及土壤填埋部分及特殊工程，以具体工程设计为准

聚合物水泥防水防腐涂料的主要特点是:

防水效果好，满粘设防、无搭接、不串水、固化后可形成无接缝、完整的防水涂膜。
固化后与混凝土、钢材等的粘结性能好，可有效发挥保护和防水的功能
维修简便，只需对损坏部分修补，仍可保持原有的防水效果
使用寿命长，涂料固化后耐寒、耐热、耐老化、防腐性能好，预计其使用寿命可以达到15~20 年
具有良好的抵抗建筑结构温差变形的能力，抗裂性好，最大拉力可达2292N/50mm，是SBS卷材国标最高值800N/50mm的2.8倍
耐热性、耐水性、耐火性等性能优秀，满足多种极端环境使用要求
具有良好的低温柔度，可达最低-40℃，可在-50℃条件下暴露使用，可满足全国不同建筑气候的使用环境
本产品为水性环保产品，无毒、无害、不污染环境，属于环保型产品获得中国环境标志产品认证（绿色十环保标志），
无需除锈等准备工作，工艺简单，大幅降低工程造价

2 、防腐施工方案

以前国内油罐底部边缘板防水曾采用的做法是沥青灌缝或敷沥青砂，但检查投入使用的油罐，可以说没有几例是成功的。目前有采用橡胶沥青或环氧玻璃布进行防水的，但前者由于使用后溶剂的蒸发，使防水层表面产生硬化膜而龟裂，后者由于弹性差，使用后易发生拉脱等现象，效果也都不理想，可见存在着材料选择不当或防蚀技术不得要领的缺陷。

为此，我们在已筛选出的防水涂料的基础上，设计了一套完整有效的封闭型防水方案，即在防水涂料中加入一定量的填充物配制成胶泥及粘泥，再采用贴覆筋布加强涂层强度的施工工艺，彻底切断雨水、露水等腐蚀性介质入侵边缘板的通道，以达到保护油罐底板的目的。

为了适合边缘板的结构要求，将防水涂层做成一定的坡度，需要在涂料中加入一定量的填充物，如果能控制涂层表面的微裂纹不扩展和不增加，就可以使涂层保持防水性能而防止失效。贴覆筋布可以使防水层形成一个强有力的连续整体，即使涂层表面出现缺陷也不会向内发展，同时可以弥补以下一些缺陷:

(1)在施工中二次胶泥堆坡找平后的边缘板外端的涂层最薄.

(2)因涂料不添加填充物，降低了涂层原有的弹性和粘聚力，油罐运动幅度一旦较大就会导致涂层撕裂。

(3)施工时不可避免地存在涂层厚薄不一而在薄处易开裂使整体性破坏

聚合物水泥防腐防水涂料经过多年的工程实践证实，该材料可满足边缘板对防腐蚀材料的要求，可大大提高涂层的抗冲击性和阻尼性，能有效抵挡因大型储罐边缘板的变化和运行时的振动对缝隙处产生磨振腐蚀，避免造成的涂层开裂具有突出的粘弹性、一定的抗拉强度、优异的附着力、良好的耐化学品性和抗紫外老化性。