[发明专利]原油罐用耐腐蚀钢材及其制造方法以及原油罐

说明书

技术领域

本发明涉及原油轮(crude oil tanker)的油罐(oil tank)和用于输送或贮藏原油(crude oil)的油罐(以下统称为“原油罐(crude oil tank)”)所使用的合适的钢材(steel products)，具体而言，涉及能够减轻原油罐的顶部(top part)和侧壁部(sidewall part)、底部(bottom part)的钢材表面处发生的全面腐蚀(general corrosion)和原油罐的底板(bottom plate)处发生的局部腐蚀(local corrosion)的钢材。另外，本发明的原油罐用钢材包括厚钢板(thick steel plate)、薄钢板(thin steel sheet)和型钢(shaped steel)。

背景技术

已知油轮的原油罐的内表面、特别是上甲板的背面(back side of upper deck)和侧壁部上部(upper part)所使用的钢材发生全面腐蚀。作为引起全面腐蚀的原因，可以列举：

(1)由昼夜温差引起的在钢板表面的结露(dew drop)和干湿的反复(alternate wetting and drying)；

(2)为了防爆(explosion protection)而封入原油罐内的惰性气体(inert gas)(以约5体积％的O₂、约13体积％的CO₂、约0.01体积％的SO₂、余量N₂为代表组成的锅炉(boiler)或发动机(engine)的废气(exhaust gas))中的O₂、CO₂、SO₂在结露水中的溶解；

(3)由原油挥发的H₂S等腐蚀性气体在结露水(dew condensation water)中的溶解；

(4)原油罐的清洗(cleaning)所使用的海水(salt water)的残留等。在实际的船坞检查(dock inspection)时的调查中，通过检测强酸性(strong acidity)的结露水、硫酸根离子(sulfate ion)和氯离子(chloride ion)也能够发现上述问题。

而且，以因腐蚀生成的铁锈(iron rust)作为催化剂(catalyst)，H₂S被氧化，固体S(elemental sulfur)在铁锈中生成为层状，由于这种腐蚀生成物(corrosion product)容易剥离进而脱落，因此在原油罐的底部堆积。因此，现状是在每2.5年进行的船坞检查中，都要花费巨额的费用进行油罐上部的修补(maintenance and repair)和油罐底部的沉积物(deposited material)的回收。

另一方面认为，在油轮的原油罐的底板处，由于原油本身的腐蚀抑制作用(corrosion inhibition function)和原油罐内表面处形成的来自原油的保护层(protective coating)(以下称为“油层”)的腐蚀抑制作用，因此所使用的钢材不发生腐蚀。但是，最近的研究中发现，油罐底板的钢材也发生碗形(bowl-shaped)的局部腐蚀(点蚀(pitting corrosion))。作为局部腐蚀的原因，可以列举：

(1)存在溶解了高浓度的以氯化钠(sodium chloride)为代表的盐类的凝结水(brine)；

(2)由过度的清洗引起的油层的剥离；

(3)原油中的硫化物(sulfide)的高浓度化；

(4)为了防爆而封入原油罐内的惰性气体中的O₂、CO₂、SO₂的高浓度化；

(5)微生物(microorganism)的影响等项，但这些均仅是推测，还不能断定明确的原因。另外，在分析实际的船坞检查时原油罐内的滞留水时，检测出高浓度的氯离子和硫酸根离子。

因此，抑制上述全面腐蚀或局部腐蚀的最有效的方法是在钢材表面实施重涂装(heavy coating)而使钢材与腐蚀环境(corrosion environment)隔离的方法。但是，原油罐的涂装作业的涂布面积庞大。此外，由于涂膜的劣化，因此约10年需要重新涂装一次，因而在检查和涂装方面产生高昂的费用。而且有人指出，重涂装的涂膜的损伤部分，在原油罐的腐蚀环境下，重涂装反而促进了腐蚀。