油储罐浮顶腐蚀原因及内浮顶发展
随着石油化工工业的发展，储油罐不断更新换代，内浮顶油罐被广泛应用，特别是在储存汽、煤、柴、石脑油等高挥发性油品方面。内浮顶油罐兼有拱顶罐和外浮顶罐的优点，既最大限度地减少了油品蒸发损耗，同时也避免了外浮顶罐的浮顶暴露于大气，易被雨雪灰尘污染影响油品质量。在目前被公认是降低油品蒸发损耗的最安全、最简便、最经济的储存方式。
一、内浮顶腐蚀原因：
1、浮顶外表面腐蚀：主要发生大气腐蚀。
大气腐蚀是由大气中的水、氧、酸性污染物等物质的作用而引起的腐蚀。钢铁在大气自然环境条件下生锈，就是一种最常见的大气腐蚀现象。钢铁在大气条件下，遭受大气腐蚀有三种类型。①干燥的大气腐蚀。此时大气中基本没有水汽，普通金属在室温下形成不可见的氧化膜。钢铁的表面保持光泽。②潮湿的大气腐蚀。是指金属在肉眼看不见的薄膜层下发生的腐蚀。此时大气中存在着水汽，当水汽浓度达到临界湿度（铁的临界湿度为65%，铜的临界湿度接近100%），金属表面有一层很薄的水膜层在，就会发生均匀腐蚀。若大气中存在污染物CO2、H2S、SO2等，腐蚀显著加快，大气条件下的钢铁腐蚀，实际上是水膜条件下的电化学腐蚀。③可见液膜条件下钢材的腐蚀。指空气中的相对湿度为100%左右或雨中及其他水溶液中产生的腐蚀。此时，水分在金属表面上形成液滴聚集，存在肉眼看得见的水膜。
大气腐蚀的影响因素：①水的影响。在大气环境下对钢材起腐蚀作用的物质中，水是主要因素（一般讲湿度越大，腐蚀性越强），其腐蚀原理如下：a、水是一种电解质，而且还能溶解大量的离子，从而引起金属腐蚀。b、水可以离解成H+、OH—,pH值的不同对金属、氧化物的溶解腐蚀具有明显的影响。②SO2的影响。在受工业废气污染的地区，SO2对钢材腐蚀影响最为严重。以石油、天然气、煤为燃料的废气中含有大量的SO2,钢板的腐蚀速度随大气中SO2的含量的增加而增加（详见表1）。③海洋大气影响。在海洋附近的大气中，含有较多的盐分，其主要成分是NaCl,Cl—具有很强的侵蚀性，因而它可加剧腐蚀,离海洋越远，大气中的盐分越少，腐蚀量越小（详见表2）。④其他影响。在石油生产的大气环境中，可能含有大量的Cl2,NH3,H2S固体尘粒等有害物质，它们对钢铁的腐蚀也是随
着含量的上升而增加的。几种物质的协同效应将导致钢材腐蚀的加剧。
表1：大气中SO2含量对碳钢腐蚀的影响
表2：离海岸距离与腐蚀量的关系
2、浮顶内表面：气相空间部分。
外浮顶罐在浮顶起浮前（外浮顶的起浮区间一般在1.5～1.8米），外界的空气会吸入罐中，当温度降低时，空气中的水蒸气会凝结成水滴，从油中析出的硫化氢溶于水滴中，再加上氧化作用，将造成化学腐蚀，生成硫化铁、硫化亚铁、硫酸，反应式如下：
2Fe+2H2S+O2→2FeS+2H2O
4Fe+6H2S+3O2→2Fe2S3+6H2O
H2S+2O2→H2SO4
上述化学腐蚀的结果，由于形成硫酸，形成了较强的电解质溶液，因而加深的电化学腐蚀，这种因硫化氢造成的腐蚀是严重的，当空气中相对湿度等于或大于80%时，这种腐蚀现象更为严重。
再有，油罐气体空间内壁，由于含有氧和水，也会造成化学腐蚀和电化学腐蚀，反应式如下：
2Fe+2H2O+O2→2Fe(OH)2→2(FeＯ·H20)
３FeＯ+H2O→Fe3O4+H2
Fe3O4+H2+O2→3 Fe2O3·H20
随着腐蚀反应的进行，将产生Fe(OH)2、FeＯ、Fe3O4和Fe2O3，Fe2O3呈阴极性，能促使钢板进一步腐蚀，结果气相部位会出现点蚀和全面腐蚀。
二、内浮顶储罐发展概况
比较简单的内浮顶罐采用钢制盘式外浮顶加1个防雨固定顶。为避免盘式浮顶漏损或沉没，采用带有球形隔舱的内浮盘，或采用双层板制成的双盘式内浮顶，其目的都是为了增加浮盘的浮力和安全性。在20世纪50年代出现过非钢制的内浮顶，其材料有铝、环氧和聚酯为主的玻璃钢、聚氯乙烯塑料和聚氨酯泡沫塑料等。例如，美国俄亥俄美孚石油公司曾试用过充满惰性氮气的空心塑料球作为覆盖层；埃克森公司试验过一种外涂塑料织物制成的形似木筏的有空气室的浮顶，并于1955年第1次采用了塑料浮顶。充气的救生筏形的浮顶漂浮在液面上，减少了85％的汽油蒸汽损失。法国也研制了硬聚氯乙烯浮动盖。原苏联1961年曾使用过泡沫塑料内浮顶，但由于玻璃钢、塑料浮顶耐温性能差，且不导静电，故在20世纪60年代初便出现了铝制内浮顶。加拿大欧文炼厂在直径为28．65 m的油罐中采用了全铝质的内浮盘。美国Uitraflote公司和西德Rheinfelden公司早在20世纪6O～7O年代就制造了4000多套铝合金装配式内浮顶，用于储存原油、汽油、石脑油、航空煤油、苯和丙酮等产品的储罐。
我国在20世纪60年代末开始采用装配式铝制内浮顶，同时根据介质腐蚀要求也采用过装配式不锈钢制内浮顶。目前装配式铝制内浮顶发展迅猛，已得到广泛采用，各种各样的高效节能结构形式不断涌现。钢盘式内浮顶由于减少了储容量，且存在施工周期长、动火量大、易于沉底、安全性能差、维修成本高等不利因素，因此其发展趋势下降。玻璃钢、泡沫塑料内浮顶由于静电导出问题难以解决，目前国内一般也不予采用。
目前国外已研制出更先进的无支撑框架、无浮筒、无盖板的铝制蜂巢芯板内浮顶，它直接漂浮在液面上与储罐内贮存的液体完全接触，可完全遮蔽液体表面，使液体无挥发空间。这样可以将罐内贮存介质的挥发损失减少到最小。该结构是将铝合金板冲压成蜂巢状并采用密封胶粘结为一整体，然后装上支腿即成为新型
内孕顶。该内浮顶的浮力是由无数个蜂巢产生的，即使部分蜂巢损坏，蜂巢状芯板也不会下沉。此内浮顶采用的密封胶国内暂无生产，多为国外引进，价格较高，故采用较少。目前国内大多采用装配式铝制内浮顶。
三、铝浮盘内浮顶罐与其它罐相比有哪些优点：
（1）减少油品蒸发损耗，减轻环境污染：根据国内专业机构测试，内浮顶油罐比拱顶罐减少蒸发损耗90％以上，如1台5000m内浮顶油罐，储存汽油，一年可减少油品蒸发损失180t，外浮顶储罐，雨季时雨水经罐壁进入罐内，影响了产品质量，同时油品损耗大，改造为铝浮盘内浮顶罐后彻底解决了这一问题。
（2）铝浮盘安装方便：铝浮盘主要是由周边框架和槽形支架组成，铝板铺在框架上，浮盘框架和罐壁之间装配有密封胶带，另外浮盘还配有自动通气阀、浮筒、浮盘支柱、浮盘人孔等附件，以上这些零部件可由制造厂生产，运到现场以后可以很方便地通过人孔送人罐内进行安装，由于各部件采用铝合金制造，十分轻便，不需任何起重设备，浮盘各部件用螺栓连接而成不需要动火。
（3）抗腐蚀性好，使用安全：由于浮盘采用铝合金制造，所以抗腐蚀性好，浮盘采用密封的铝浮筒作为浮力构件。所以在使用过程中很少发生沉船情况。
（4）钢盘式内浮顶在安装过程中有大量的焊接工作，会损坏罐底上的防腐涂层，而铝制内浮顶的安装是由螺栓、螺母、铆钉等紧固件完成，几乎无焊接工作，对涂刷了防腐涂层的罐底无破坏。铝制装配式内浮顶由各零部件组装而成，如有损坏需修复或更换，只需从储罐人孔出入维修即可。 3
四、大型铝浮顶的结构
国内通过对铝制内浮顶的设计、制造及使用，总结了一定的经验，同时.对其进行了不断的改进。目前主要有以下5种结构的铝制内浮顶:
1.1 普通浮管式铝制内浮顶
此结构是80年代中期从国外引进的浮管式铝制内浮顶结构，其优点是结构简单，配件少，安装方便，造价低。主要缺陷在于铝浮管既是浮力元件又是浮顶构架的主要组成部分，并将支柱固定在两相邻浮管之间的连接件上。工程实践证明，支柱的支撑力或储液晃动的侧向力能使柱顶连接处产生很大的局部应力，很容易将铝浮管的封头撕裂，导致该浮管失去浮力。由于固定铝蒙皮的小梁是搁在浮管上面的，一旦浮管失去浮力，该区块的浮顶就会塌陷，严重时油面外露，成为油
罐的不安全因素，同时油品挥发损失猛增。
1．2 管梁一体式铝制内浮顶
此结构采用挤压成型的方法将铝浮管与小梁一起挤压成组合断面(小梁直接与铝浮管一起成型)，从而使结构简化、减小了工程安装量，同时消除了浮管的纵向焊缝，降低了漏损的机会，但是，如果浮管出现漏损，小梁必然跟着浮管下陷。该结构并未避免管梁一体式结构的缺陷。
1.3 浮子式铝制内浮顶
此结构采用冲压铝锅作浮力元件，其优点是浮力元件数量成倍多于铝浮管，浮力元件于构架分离，抗沉性较好，但存在自重大，造价偏高。密封压紧力小等缺点。
1.4 张式浮顶改进型
此结构是改进后的张式浮顶，在放射型骨架之间用标准化的铝浮管代替原来采用的泡沫塑料块，有利于定型化、标准化生产，达到浮力摘件与构架分离的目的，但铝皮铺设较为困难。
1.5 SGLD-II型铝制内浮顶
此结构是在西德DHEINEFLPEN公司管式铝浮顶的基础上，参考了美国近年来的改进措施，并结合国内的具体情况后的一种改良型浮管式铝浮顶。该浮顶具有以下优点:(1)支柱与浮顶的平面架构结成一体，浮力元件附在构架上，使浮力元件与构架分离，避免普通管式密封的通病。(2)构架断面是随油罐直径加大而加大的，比其它铝制内浮顶采用统一断面构架，具有明显的钢度优势。(3)“II”形压条钢度好，密封压紧力大。(4)铝蒙皮采用通长排板，不容易产生褶皱，可保证密封效果，且顶平面钢度大。(5)根据需要，可以增加边环梁的高度，以防止浮顶上升过程中，在密封间隙较小的区段舌形密封插人油中，导致周边油品外露的问题发生。(6)产品综合性能好，价格适中。
油储罐浮顶腐蚀原因及内浮顶发展
随着石油化工工业的发展，储油罐不断更新换代，内浮顶油罐被广泛应用，特别是在储存汽、煤、柴、石脑油等高挥发性油品方面。内浮顶油罐兼有拱顶罐和外浮顶罐的优点，既最大限度地减少了油品蒸发损耗，同时也避免了外浮顶罐的浮顶暴露于大气，易被雨雪灰尘污染影响油品质量。在目前被公认是降低油品蒸发损耗的最安全、最简便、最经济的储存方式。
一、内浮顶腐蚀原因：
1、浮顶外表面腐蚀：主要发生大气腐蚀。
大气腐蚀是由大气中的水、氧、酸性污染物等物质的作用而引起的腐蚀。钢铁在大气自然环境条件下生锈，就是一种最常见的大气腐蚀现象。钢铁在大气条件下，遭受大气腐蚀有三种类型。①干燥的大气腐蚀。此时大气中基本没有水汽，普通金属在室温下形成不可见的氧化膜。钢铁的表面保持光泽。②潮湿的大气腐蚀。是指金属在肉眼看不见的薄膜层下发生的腐蚀。此时大气中存在着水汽，当水汽浓度达到临界湿度（铁的临界湿度为65%，铜的临界湿度接近100%），金属表面有一层很薄的水膜层在，就会发生均匀腐蚀。若大气中存在污染物CO2、H2S、SO2等，腐蚀显著加快，大气条件下的钢铁腐蚀，实际上是水膜条件下的电化学腐蚀。③可见液膜条件下钢材的腐蚀。指空气中的相对湿度为100%左右或雨中及其他水溶液中产生的腐蚀。此时，水分在金属表面上形成液滴聚集，存在肉眼看得见的水膜。
大气腐蚀的影响因素：①水的影响。在大气环境下对钢材起腐蚀作用的物质中，水是主要因素（一般讲湿度越大，腐蚀性越强），其腐蚀原理如下：a、水是一种电解质，而且还能溶解大量的离子，从而引起金属腐蚀。b、水可以离解成H+、OH—,pH值的不同对金属、氧化物的溶解腐蚀具有明显的影响。②SO2的影响。在受工业废气污染的地区，SO2对钢材腐蚀影响最为严重。以石油、天然气、煤为燃料的废气中含有大量的SO2,钢板的腐蚀速度随大气中SO2的含量的增加而增加（详见表1）。③海洋大气影响。在海洋附近的大气中，含有较多的盐分，其主要成分是NaCl,Cl—具有很强的侵蚀性，因而它可加剧腐蚀,离海洋越远，大气中的盐分越少，腐蚀量越小（详见表2）。④其他影响。在石油生产的大气环境中，可能含有大量的Cl2,NH3,H2S固体尘粒等有害物质，它们对钢铁的腐蚀也是随
着含量的上升而增加的。几种物质的协同效应将导致钢材腐蚀的加剧。
表1：大气中SO2含量对碳钢腐蚀的影响
表2：离海岸距离与腐蚀量的关系
2、浮顶内表面：气相空间部分。
外浮顶罐在浮顶起浮前（外浮顶的起浮区间一般在1.5～1.8米），外界的空气会吸入罐中，当温度降低时，空气中的水蒸气会凝结成水滴，从油中析出的硫化氢溶于水滴中，再加上氧化作用，将造成化学腐蚀，生成硫化铁、硫化亚铁、硫酸，反应式如下：
2Fe+2H2S+O2→2FeS+2H2O
4Fe+6H2S+3O2→2Fe2S3+6H2O
H2S+2O2→H2SO4
上述化学腐蚀的结果，由于形成硫酸，形成了较强的电解质溶液，因而加深的电化学腐蚀，这种因硫化氢造成的腐蚀是严重的，当空气中相对湿度等于或大于80%时，这种腐蚀现象更为严重。
再有，油罐气体空间内壁，由于含有氧和水，也会造成化学腐蚀和电化学腐蚀，反应式如下：
2Fe+2H2O+O2→2Fe(OH)2→2(FeＯ·H20)
３FeＯ+H2O→Fe3O4+H2
Fe3O4+H2+O2→3 Fe2O3·H20
随着腐蚀反应的进行，将产生Fe(OH)2、FeＯ、Fe3O4和Fe2O3，Fe2O3呈阴极性，能促使钢板进一步腐蚀，结果气相部位会出现点蚀和全面腐蚀。
二、内浮顶储罐发展概况
比较简单的内浮顶罐采用钢制盘式外浮顶加1个防雨固定顶。为避免盘式浮顶漏损或沉没，采用带有球形隔舱的内浮盘，或采用双层板制成的双盘式内浮顶，其目的都是为了增加浮盘的浮力和安全性。在20世纪50年代出现过非钢制的内浮顶，其材料有铝、环氧和聚酯为主的玻璃钢、聚氯乙烯塑料和聚氨酯泡沫塑料等。例如，美国俄亥俄美孚石油公司曾试用过充满惰性氮气的空心塑料球作为覆盖层；埃克森公司试验过一种外涂塑料织物制成的形似木筏的有空气室的浮顶，并于1955年第1次采用了塑料浮顶。充气的救生筏形的浮顶漂浮在液面上，减少了85％的汽油蒸汽损失。法国也研制了硬聚氯乙烯浮动盖。原苏联1961年曾使用过泡沫塑料内浮顶，但由于玻璃钢、塑料浮顶耐温性能差，且不导静电，故在20世纪60年代初便出现了铝制内浮顶。加拿大欧文炼厂在直径为28．65 m的油罐中采用了全铝质的内浮盘。美国Uitraflote公司和西德Rheinfelden公司早在20世纪6O～7O年代就制造了4000多套铝合金装配式内浮顶，用于储存原油、汽油、石脑油、航空煤油、苯和丙酮等产品的储罐。
我国在20世纪60年代末开始采用装配式铝制内浮顶，同时根据介质腐蚀要求也采用过装配式不锈钢制内浮顶。目前装配式铝制内浮顶发展迅猛，已得到广泛采用，各种各样的高效节能结构形式不断涌现。钢盘式内浮顶由于减少了储容量，且存在施工周期长、动火量大、易于沉底、安全性能差、维修成本高等不利因素，因此其发展趋势下降。玻璃钢、泡沫塑料内浮顶由于静电导出问题难以解决，目前国内一般也不予采用。
目前国外已研制出更先进的无支撑框架、无浮筒、无盖板的铝制蜂巢芯板内浮顶，它直接漂浮在液面上与储罐内贮存的液体完全接触，可完全遮蔽液体表面，使液体无挥发空间。这样可以将罐内贮存介质的挥发损失减少到最小。该结构是将铝合金板冲压成蜂巢状并采用密封胶粘结为一整体，然后装上支腿即成为新型
内孕顶。该内浮顶的浮力是由无数个蜂巢产生的，即使部分蜂巢损坏，蜂巢状芯板也不会下沉。此内浮顶采用的密封胶国内暂无生产，多为国外引进，价格较高，故采用较少。目前国内大多采用装配式铝制内浮顶。
三、铝浮盘内浮顶罐与其它罐相比有哪些优点：
（1）减少油品蒸发损耗，减轻环境污染：根据国内专业机构测试，内浮顶油罐比拱顶罐减少蒸发损耗90％以上，如1台5000m内浮顶油罐，储存汽油，一年可减少油品蒸发损失180t，外浮顶储罐，雨季时雨水经罐壁进入罐内，影响了产品质量，同时油品损耗大，改造为铝浮盘内浮顶罐后彻底解决了这一问题。
（2）铝浮盘安装方便：铝浮盘主要是由周边框架和槽形支架组成，铝板铺在框架上，浮盘框架和罐壁之间装配有密封胶带，另外浮盘还配有自动通气阀、浮筒、浮盘支柱、浮盘人孔等附件，以上这些零部件可由制造厂生产，运到现场以后可以很方便地通过人孔送人罐内进行安装，由于各部件采用铝合金制造，十分轻便，不需任何起重设备，浮盘各部件用螺栓连接而成不需要动火。
（3）抗腐蚀性好，使用安全：由于浮盘采用铝合金制造，所以抗腐蚀性好，浮盘采用密封的铝浮筒作为浮力构件。所以在使用过程中很少发生沉船情况。
（4）钢盘式内浮顶在安装过程中有大量的焊接工作，会损坏罐底上的防腐涂层，而铝制内浮顶的安装是由螺栓、螺母、铆钉等紧固件完成，几乎无焊接工作，对涂刷了防腐涂层的罐底无破坏。铝制装配式内浮顶由各零部件组装而成，如有损坏需修复或更换，只需从储罐人孔出入维修即可。 3
四、大型铝浮顶的结构
国内通过对铝制内浮顶的设计、制造及使用，总结了一定的经验，同时.对其进行了不断的改进。目前主要有以下5种结构的铝制内浮顶:
1.1 普通浮管式铝制内浮顶
此结构是80年代中期从国外引进的浮管式铝制内浮顶结构，其优点是结构简单，配件少，安装方便，造价低。主要缺陷在于铝浮管既是浮力元件又是浮顶构架的主要组成部分，并将支柱固定在两相邻浮管之间的连接件上。工程实践证明，支柱的支撑力或储液晃动的侧向力能使柱顶连接处产生很大的局部应力，很容易将铝浮管的封头撕裂，导致该浮管失去浮力。由于固定铝蒙皮的小梁是搁在浮管上面的，一旦浮管失去浮力，该区块的浮顶就会塌陷，严重时油面外露，成为油
罐的不安全因素，同时油品挥发损失猛增。
1．2 管梁一体式铝制内浮顶
此结构采用挤压成型的方法将铝浮管与小梁一起挤压成组合断面(小梁直接与铝浮管一起成型)，从而使结构简化、减小了工程安装量，同时消除了浮管的纵向焊缝，降低了漏损的机会，但是，如果浮管出现漏损，小梁必然跟着浮管下陷。该结构并未避免管梁一体式结构的缺陷。
1.3 浮子式铝制内浮顶
此结构采用冲压铝锅作浮力元件，其优点是浮力元件数量成倍多于铝浮管，浮力元件于构架分离，抗沉性较好，但存在自重大，造价偏高。密封压紧力小等缺点。
1.4 张式浮顶改进型
此结构是改进后的张式浮顶，在放射型骨架之间用标准化的铝浮管代替原来采用的泡沫塑料块，有利于定型化、标准化生产，达到浮力摘件与构架分离的目的，但铝皮铺设较为困难。
1.5 SGLD-II型铝制内浮顶
此结构是在西德DHEINEFLPEN公司管式铝浮顶的基础上，参考了美国近年来的改进措施，并结合国内的具体情况后的一种改良型浮管式铝浮顶。该浮顶具有以下优点:(1)支柱与浮顶的平面架构结成一体，浮力元件附在构架上，使浮力元件与构架分离，避免普通管式密封的通病。(2)构架断面是随油罐直径加大而加大的，比其它铝制内浮顶采用统一断面构架，具有明显的钢度优势。(3)“II”形压条钢度好，密封压紧力大。(4)铝蒙皮采用通长排板，不容易产生褶皱，可保证密封效果，且顶平面钢度大。(5)根据需要，可以增加边环梁的高度，以防止浮顶上升过程中，在密封间隙较小的区段舌形密封插人油中，导致周边油品外露的问题发生。(6)产品综合性能好，价格适中。