有效的陰極保護(hù)系統(tǒng)對于防止油罐中的 MIC 至關(guān)重要

一家煉油廠的地上儲油罐底板下側(cè)（土壤側(cè)）腐蝕速度極快，達(dá)到 1 至 2 毫米/年，導(dǎo)致煉油廠在投產(chǎn)七年后的兩年內(nèi)有四個儲油罐發(fā)生故障。所有四個儲油罐的底板都嚴(yán)重受損，底板由 8 毫米厚的無涂層碳鋼制成。

儲油罐底部的腐蝕保護(hù)是由采用混合金屬氧化物 (MMO) 網(wǎng)狀陽極系統(tǒng)的沖擊電流陰極保護(hù) (ICCP) 系統(tǒng)提供的。故障后的腐蝕形態(tài)顯示出嚴(yán)重的局部腐蝕，在由鐵氧化物組成的橙紅色塊狀沉積物下發(fā)現(xiàn)了大而深的凹坑。

NACE International CORROSION 的一篇題為 “土壤側(cè)腐蝕導(dǎo)致 API 650 儲油罐底板過早失效 ”的論文介紹了所進(jìn)行的失效分析，其中包括對 CP 系統(tǒng)設(shè)計和功能的審查，以及對失效底板樣品的冶金測試。

在 ICCP 系統(tǒng)中，MMO 陽極柵格被放置在高密度聚乙烯二級安全殼襯墊和罐底之間，罐底位于 75 毫米厚的砂墊上。底板底部沒有涂層，CP 設(shè)計基于 100% 的裸露表面積。

故障發(fā)生在兩年內(nèi)，六個月后對儲罐進(jìn)行了詳細(xì)的 CP 勘測。結(jié)果顯示，沒有一個儲罐達(dá)到 NACE SP0193-20161 瞬時 “關(guān)閉 ”電位 -850 mV 的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。與銅/硫酸銅 (Cu/CuSO4) 電極 (CSE) 相比，電位從 -200 mV 到 -800 mV 不等，所有儲罐與 CSE 相比的平均 “關(guān)閉 ”電位為 -450 mV。

水槽和麥克風(fēng)

從樣本的土壤一側(cè)移除金屬層后，觀察到一個 100 x 100 毫米的洞。

由于電位不符合 -850 mV 標(biāo)準(zhǔn)，因此進(jìn)行了進(jìn)一步的調(diào)查，以了解極化電位如此之低的可能原因。論文指出，ICCP 系統(tǒng)的設(shè)計缺陷--主要是陽極深度/間距和饋電電纜分布不當(dāng)--導(dǎo)致整個槽底表面的電位曲線不均勻。沿著陽極柵格的高電流和電壓衰減無法在遠(yuǎn)離饋電電纜的地方提供足夠的電流和極化，從而導(dǎo)致對油箱底部的保護(hù)不足。

由于單靠低效的 CP 系統(tǒng)通常不會導(dǎo)致如此嚴(yán)重的腐蝕，因此我們將故障罐底的樣本送到外部實驗室進(jìn)行詳細(xì)的冶金分析，以確定腐蝕產(chǎn)物和可能的腐蝕機(jī)制。受微生物影響的腐蝕 (MIC) 是一種沉積物下腐蝕 (UDC) 形式，它能以每年 1 毫米的速度腐蝕鋼材。

對樣板土壤一側(cè)的 X 射線衍射分析表明，小瘤是由多孔層或地層組成的，主要由氧化鐵組成，周圍環(huán)繞著磁鐵礦（Fe3O4）。鱗片似乎由多層組成。對坑上的鱗片進(jìn)行的仔細(xì)分析表明，腐蝕過程中很可能存在鐵氧化細(xì)菌（IOB），這些細(xì)菌形成的沉積物通過形成不同的曝氣池進(jìn)一步加劇了腐蝕。鐵氧化細(xì)菌通過氧化大量介質(zhì)或基質(zhì)中的亞鐵離子，產(chǎn)生橙紅色的鐵氧化物和氫氧化物小瘤。

環(huán)形板和地基之間的縫隙進(jìn)水（主要來自泄漏的消防水噴淋設(shè)施），帶入細(xì)菌和腐蝕性陰離子（如氯化物和硫酸鹽），放大了觀察到的腐蝕率。由于沒有有效的陰極保護(hù)系統(tǒng)，也沒有其他腐蝕控制手段，油罐底板受到細(xì)菌和 UDC 的嚴(yán)重侵蝕，導(dǎo)致穿孔和庫存損失。

請參閱 AMPP 的陰極保護(hù)計劃 -- 在現(xiàn)場取得成功的課程和認(rèn)證。

資料來源：文章基于 NACE CORROSION 論文 No. N. Al Abri、J.R Nair、A. Al Ghafri 和 F. Al Mawali 撰寫的 9025 號論文 “土壤側(cè)腐蝕導(dǎo)致 API 650 儲油罐底板過早失效”。