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中石化广州分公司随着高硫原油加工量的增加,储罐腐蚀事故不断发生,以原油储罐底部和石脑油储罐内表面涂层的腐蚀破坏最严重、漏油事故发生频率最高,甚至由于硫化铁自燃而引起火灾事故。公司采用的储罐防腐蚀技术措施主要为涂层防护,因此,涂层性能的好坏对储罐的保护有很大的关系。为了随时粗略的预知这2种储油罐内涂层的剩余防护寿命,公司选取现场常用的2种配套涂料在原油积水和石脑油中进行实验研究。通过长期的实验室实验,形成电化学交流阻抗数据测试档案和红外光谱测试数据辅助档案,现场测试数据与其进行对照后,可以预估涂层的剩余防护寿命。
本文实验中采用的两种涂料为厚浆型环氧煤沥青漆和环氧耐油导静电漆。前者的涂层试片浸泡于高温(80℃)和常温原油积水中;后者的涂层试片浸泡于高温(80℃)和常温原油积水石脑油中。定期用电化学交流阻抗技术(为主)和红外光谱技术(为辅)对涂层进行测试,总结规律。
实验测试结果表明:随着浸泡时间的延长,涂层的孔隙电阻减小,双电层电容增大,涂层的阻抗值减小。不管是环氧耐油导静电5层涂层体系还是厚浆环氧煤沥青5层涂层体系,长期浸泡后阻抗值在100Hz处于1x104Ω~5×104Ω范围,在10mHz处于1×103Ω~5×103Ω范围时,宏观上涂层表面出现气泡,表明涂层的保护性能失效;2种涂料的1层与2层面漆的涂层在原油积水中进行试验,不论高温还是常温下,只要涂层最低频率端的阻抗高于105欧姆,宏观上都没有观察到鼓泡,而当最低频率端阻抗降到104欧姆及其以下时,一般都观察到涂层鼓泡现象;环氧耐油导静电5层涂层体系在高温和常温的石脑油浸泡,122天以后频率最低端阻抗值仍在105Ω以上,宏观上涂层未出现气泡,涂膜完整。1层与2层面漆的涂层在石脑油浸泡,只要涂层最低频率端的阻抗高于105欧姆,宏观上都没有观察到鼓泡,而当最低频率端阻抗降到104欧姆及其以下时,观察到涂层鼓泡现象;除了石脑油中浸泡的涂层在红外测试中受石脑油个别官能团的影响外,红外测试中主要官能团的衰减变化与电化学测试显示出来的规律很吻合。
最终结论是:在涂层的阻抗降到103数量级时,涂层表面观察到鼓泡,其对金属基底的保护作用已基本丧失,可以考虑以103欧姆作为涂层失效的判据,并以104欧姆作为涂层保护性能严重劣化的判据。