有效的阴极保护系统对于防止油罐中的 MIC 至关重要

一家炼油厂的地上储油罐底板下侧（土壤侧）腐蚀速度极快，达到 1 至 2 毫米/年，导致炼油厂在投产七年后的两年内有四个储油罐发生故障。所有四个储油罐的底板都严重受损，底板由 8 毫米厚的无涂层碳钢制成。

储油罐底部的腐蚀保护是由采用混合金属氧化物 (MMO) 网状阳极系统的冲击电流阴极保护 (ICCP) 系统提供的。故障后的腐蚀形态显示出严重的局部腐蚀，在由铁氧化物组成的橙红色块状沉积物下发现了大而深的凹坑。

NACE International CORROSION 的一篇题为 “土壤侧腐蚀导致 API 650 储油罐底板过早失效 ”的论文介绍了所进行的失效分析，其中包括对 CP 系统设计和功能的审查，以及对失效底板样品的冶金测试。

在 ICCP 系统中，MMO 阳极栅格被放置在高密度聚乙烯二级安全壳衬垫和罐底之间，罐底位于 75 毫米厚的砂垫上。底板底部没有涂层，CP 设计基于 100% 的裸露表面积。

故障发生在两年内，六个月后对储罐进行了详细的 CP 勘测。结果显示，没有一个储罐达到 NACE SP0193-20161 瞬时 “关闭 ”电位 -850 mV 的保护标准。与铜/硫酸铜 (Cu/CuSO4) 电极 (CSE) 相比，电位从 -200 mV 到 -800 mV 不等，所有储罐与 CSE 相比的平均 “关闭 ”电位为 -450 mV。

水槽和麦克风

从样本的土壤一侧移除金属层后，观察到一个 100 x 100 毫米的洞。

由于电位不符合 -850 mV 标准，因此进行了进一步的调查，以了解极化电位如此之低的可能原因。论文指出，ICCP 系统的设计缺陷--主要是阳极深度/间距和馈电电缆分布不当--导致整个槽底表面的电位曲线不均匀。沿着阳极栅格的高电流和电压衰减无法在远离馈电电缆的地方提供足够的电流和极化，从而导致对油箱底部的保护不足。

由于单靠低效的 CP 系统通常不会导致如此严重的腐蚀，因此我们将故障罐底的样本送到外部实验室进行详细的冶金分析，以确定腐蚀产物和可能的腐蚀机制。受微生物影响的腐蚀 (MIC) 是一种沉积物下腐蚀 (UDC) 形式，它能以每年 1 毫米的速度腐蚀钢材。

对样板土壤一侧的 X 射线衍射分析表明，小瘤是由多孔层或地层组成的，主要由氧化铁组成，周围环绕着磁铁矿（Fe3O4）。鳞片似乎由多层组成。对坑上的鳞片进行的仔细分析表明，腐蚀过程中很可能存在铁氧化细菌（IOB），这些细菌形成的沉积物通过形成不同的曝气池进一步加剧了腐蚀。铁氧化细菌通过氧化大量介质或基质中的亚铁离子，产生橙红色的铁氧化物和氢氧化物小瘤。

环形板和地基之间的缝隙进水（主要来自泄漏的消防水喷淋设施），带入细菌和腐蚀性阴离子（如氯化物和硫酸盐），放大了观察到的腐蚀率。由于没有有效的阴极保护系统，也没有其他腐蚀控制手段，油罐底板受到细菌和 UDC 的严重侵蚀，导致穿孔和库存损失。

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资料来源：文章基于 NACE CORROSION 论文 No. N. Al Abri、J.R Nair、A. Al Ghafri 和 F. Al Mawali 撰写的 9025 号论文 “土壤侧腐蚀导致 API 650 储油罐底板过早失效”。