前言

“CorroLogic 作為地上儲槽獨立的防蝕技術或是作為傳統陰極防蝕法的第二條防線，都能明顯的降低維護和維修成本。”

地上儲槽的維護和保護一直以來都是工業領域中至關重要的課題。建造、維護和維修地上儲槽的成本需要花費大量的金錢和時間，更不用說內部存儲的數百或數千加侖液體的價值了。只要稍有一點防護的不到位，所代表的就是鉅額的經濟損失，因此我們需要採取全面的方法，以確保儲槽的安全運營和長期使用。

地上儲槽防蝕有兩大問題：
   

• 地上儲槽下方的土壤條件：許多地上儲槽都放置於極其惡劣的環境中，例如高溫、潮濕、沿海含鹽空氣和含鹽量很高的沙子使儲槽周圍充滿了腐蝕威脅，因而讓下方底版腐蝕速率 (mpy) 大於設計壽命。另外土壤條件同時還會發生微生物的腐蝕SRB(硫酸鹽還原菌)、硫化物和硫酸鹽引起的腐蝕，造成儲槽底板腐蝕，並最終導致儲槽底板穿孔。
   
• 陰極防蝕限制：陰極防蝕只能保護與陰極防蝕直接接觸的底板區域。地上儲槽底板的任何凹陷、顛簸或其他不規則形狀之處，只要無法與陰極防蝕接觸，均不受保護。

本文將介紹一種創新的解決方案──即Cortec CorroLogic技術──以及它如何成為地上儲槽（AST）底部保護的關鍵技術。CorroLogic作為一種獨立的緩解技術或傳統陰極防蝕方法的補充，它為地上儲槽提供了一種新的保護方式。這種技術不僅可以減輕外部腐蝕，還可以顯著降低維護和維修成本。這對於儲槽所有者和管理者來說，意味著可以擁有更長的檢查間隔，降低生產中斷風險，以及更安全的營運。

 

什麼是陰極防蝕法？

在介紹Cortec CorroLogic的新防蝕技術之前，我們首先得了解目前地上儲槽的首選防蝕方式 - 陰極防蝕法 Cathodic Protection（CP）。

陰極防蝕原理是利用電化學中的氧化還原，所達成的防鏽手法（如下圖）：

以鐵來舉例，鐵是一種本性活潑的金屬，它會本能的想要與氧氣結合。當鐵遇到氧時，就像呼吸到了自由的空氣，於是迅速的拋下了電子與氧氣結合，最終變成氧化鐵（鐵鏽）。

換句話說，金屬氧化（生鏽腐蝕）其實就是一種失去電子的過程。反之金屬還原（從氧化鐵回復為鐵）就是一種得回電子的過程。「陰極防蝕」利用了以上特性，把金屬放在電池的兩端，可以得到電子的那一端（陰極）放需被保護的金屬，而會失去電子的那端（陽極）則放被犧牲的金屬。

只要規劃完善，陰極防蝕可以在大面積的金屬（如地上儲槽）或地下金屬結構（如地下管線）進行防鏽防蝕措施。

陰極防蝕工法有幾種？

陰極防蝕的手法基本上有兩種：「犧牲陽極法」與「外加電流法」。
 

１、陰極防蝕工法一：犧牲陽極法

 
（在船底與尾舵的銀白色金屬是鋅塊，目的是延緩船體鋼材的腐蝕）[/caption]
    

犧牲陽極法 （SACP） 的原理是將一種活性金屬（通常是鋅或鎂）放置在需要保護的金屬表面附近。這個活性金屬比需要保護的金屬更容易腐蝕（也就是比被保護金屬活性更高），因此當腐蝕發生時，它會首先被侵蝕，而保護的金屬則保持不受損害。

當活性金屬（犧牲陽極）逐漸被侵蝕時，可以定期更換，以確保保護效果持續。這種方法的好處是相對簡單且經濟，因為不需要外加電源、安裝簡單、成本低，且因為不需要複雜的監控系統，只需定期檢查和更換犧牲陽極，所以維護費用低廉。

２、陰極防蝕工法二：外加電流法

外加電流法（ICCP）的基本原理是通過通過外部電源施加電流，來改變金屬物體上的電化學反應。

金屬失去外層電子後會跟氧跟水反應產生腐蝕。因此把想保護的金屬接上電源陰極，保護對像就幾乎不會失去外層電子而被腐蝕了。相對的，接在陽極的金屬，電子會被源源不斷的「抽走」，失去電子而被腐蝕。

外加電流法與犧牲陽極法相同，在電流陰極的地方會發生還原反應，陽極發生氧化反應。只是犧牲陽極法是由兩個不同種類的金屬自然發生反應形成陽極與陰極，而外加電流法是由外力提供電流。外加電流法更適合大面積或高電阻率的環境，如大型商船外板、埋地長管道等應用，並可調整的外部直流電流強度被用來提供足夠的電流。

地上儲槽目前皆採用外加電流陰極防蝕法：

目前，地上儲槽底板採用均外加電流的陰極防蝕保護方法，設計是將輔助陽極埋設在儲槽底部砂墊層中，通過電流為儲槽底板提供穩定陰極保護電流的方式來實現對槽底板的防腐保護。

現階段，最常用的輔助陽極為混合金屬氧化物（MMO-Ti）柔性陽極，這是一種陰極防蝕外加電流系統，柔性陽極用於儲槽底板外側陰極保護時，採用同心圓環狀敷設，環兩端單獨引出引線電纜至槽外接線箱。

如此一來，陰極保護電流可以長距離分佈均勻，對其他金屬構築物干擾影響最小，而且不用重新徵用陽極用地，最省空間、安裝簡單，長度可任意現場剪裁。

地上儲槽陰極防蝕的缺陷：

目前儲槽使用的陰極防蝕的確簡便環保，但這種方法其實也有很大的限制。因為陰極防蝕採取電化學原理，其最主要可以成立電路循環的基本就是電解質環境。

在儲槽中，擔任導電媒介的就是土壤，而土壤的組成成分不一，含有大量有機質讓腐蝕速率 (mpy) 大於系統設計壽命。

當儲槽中的液位發生變化時，會導致儲槽底部產生波紋並與土壤接觸鬆動。當這種情況發生時，儲槽底板下方表面之間就會形成空間。接著濕氣和空氣中的氯化物就會滲透到槽底下方，形成腐蝕起始點。

上述只是最淺顯的問題，除了上述底部產生空隙之外，陰極防蝕還有以下問題尚未被克服

而以上問題導致陰極防蝕法雖然看上去很有效，卻無法全面的達成防鏽效果，唯有縮短檢修時間一途。因此後來許多業者開始採取「陰極防蝕＋Cortec CorroLogic技術」為以上問題的解決方案。

陰極防蝕 + CorroLogic 全面解決儲槽鏽蝕問題！

　
案例：庫欣石油儲槽

多年來，在地上儲槽防鏽上，除了陰極防蝕以外，氣化防鏽技術（ Cortec CorroLogic）也慢慢被業者所接納的優良選擇，因為氣化防鏽技術本身既可以作為獨立的地上儲槽防鏽解決方案，也可以作為與陰極防蝕結合使用的補充解決方案。以下案例就是俄克拉荷馬州，庫欣儲槽的最新數據。

挑戰

由於多年來在地上儲槽上習慣性的使用陰極防蝕法，業者為了保證地上儲槽底部跟土壤完美接觸，底板上通常沒有加任何塗層，這雖然保證了底板跟電解質（土壤）的完美貼和，但卻也導致底板面臨多種導致腐蝕的不可控因素。

例如：由微生物所引起的腐蝕 (MIC)，或者在一些地區的沙子含有大量礦物質或高鹽分的沙子，會導致腐蝕問題特別嚴重。

甚至在某些時候，腐蝕的發生根本沒有原因，即使採取了適當的預防措施也沒有用。庫欣石油儲槽就是這樣。

該儲槽直徑為 125 英尺（38 m），並於 2011 年更換了全新底板。在底板下方 1 英尺（30 公分）處安裝了環形外加電流陰極防蝕系統以減輕土壤側腐蝕。

這是一個混合金屬氧化物 (MMO) 同心圓環陽極系統，陽極每 5 英尺 (1.5 m) 一間隔，陽極總長度為 2,652 英尺 (808 m)。整流器額定值為 30 V 和 30 A。CP 系統於 2012 年投入運行，除了儲槽運營所需的斷電期間外一直持續運行。

儘管採取了這些標準預防措施，但在更換儲槽底板三年後（ 2014 年），暫時停止使用的 API 653 儲槽安全性檢查期間，還是在底板掃描時發現了嚴重的土壤側腐蝕。

檢查員使用磁漏檢測(MFL) 掃描 88% 的槽底，在 0.25 英寸的空間內，在 0.2 英寸（5.08 毫米）或更薄的剩餘壁厚處總共發現了 115 個腐蝕跡象。最輕微的腐蝕位於 0.150 英吋（3.81 毫米）處。

業者透過採集的土壤樣本發現可能原因之一是因為微生物（ MIC ），因此考慮透過在需要的地方更換或修補底板來應對。不過後來業者決定以 CorroLogic VpCI 技術補充陰極防蝕系統，並在五年後的下一次儲槽檢查時比較結果。

解決方案

CorroLogic VpCI 技術透過氣化防鏽分子提供地上儲槽底部的保護。

VpCI 是一種氣相腐蝕抑制劑，Vpci能擴散到整個封閉空間，使防鏽分子進入到難以到達的空隙當中。

庫欣儲槽在2014 年開始使用 CorroLogic Vpci，將CorroLogic Vpci與水混合，將5,678 公升的CorroLogic通過 11 個管子穿過底板施用，儲槽底部下方也安裝了由五個電阻 (ER) 探頭組成的腐蝕監測系統。

與此同時，自 2012 年以來使用的陰極防蝕系統也再次啟用，整流器輸出資料如表1所示

注入 CorroLogic VpCI 五年後（ 2019 年 6 月 ） API 653 檢查的 MFL 掃描結果非常顯著。這次槽底掃描範圍92%， 剩餘厚度閾值為 0.21 英吋（5 毫米）。

2014 年 MFL 掃描出的腐蝕跡像已不再繼續惡化，而且僅發現了 11 個腐蝕跡象，大大少於 2014 年經過三年純 CP 保護後檢測到的 115 處腐蝕跡象。

平均金屬損失率從最初三年內的每年 16.7 至 33.3 毫米（mil/yr，或 mpy）下降至 2019 年的 6.3 至 7.5 mpy。表 2 比較了 2014 年的結果與2019 年的檢查相比，腐蝕跡像明顯減少。

這些結果證明了透過在儲槽底部中添加 CorroLogic VpCI 可以大幅降低腐蝕速率。CorroLogic VpCI 也的確是有效解決的方案。透過數據顯示， VpCI和陰極防蝕 (CP) 相互作用良好，能明顯減少整體儲槽底部腐蝕。

防護成果

庫欣儲槽就是一個很好的例子，說明如何用 CorroLogic VpCI 補充陰極防蝕 (CP)，以解決儲槽底板長期存在腐蝕問題。

CorroLogic VpCI 可應用於儲槽使用的任何階段，並且可以作為獨立方案或者 CP補充方案。CorroLogic VpCI 技術可以減少維修甚至檢查的頻率，這些維修及檢查既耗時又昂貴（儘管成本因儲槽直徑而異，但對於較大的儲槽來說，僅清理原油污泥進行檢查就很容易超過100 萬美元）。

庫欣儲槽使用了CorroLogic VpCI ，避免了槽底洩漏和故障的風險，因為如果腐蝕繼續發生，業者就需要更換槽底，這很容易導致成本達到數百萬美元。

由此可見，預防腐蝕顯然比維修底板更划算，在庫欣石油儲槽中，CorroLogic不但能減緩儲槽底板腐蝕，延長儲槽使用壽命，還能大幅降低維修成本。
　
　

CorroLogic 同時也是地上儲槽防蝕的獨立解決方案：

有一家大型石油公司發現他們正在運行的其中一個儲槽，有陰極系統老化的問題。可能無法提供足夠的腐蝕保護時，他們評估了不同的儲槽底板腐蝕緩解技術，將CorroLogic VpCI 與改造陰極防蝕 (CP) 系統的選項進行了比較。

要對現有儲槽改造安裝陰極防蝕系統將面臨技術上的巨大挑戰，因為它需要在儲槽下方進行水平方向的定向鑽孔，同時避開舊系統的遺留設施。雖然陰極保護工程師能夠設計出這樣的改造系統，但安裝系統的承包商卻對其可行性表示高度懷疑。

相比之下，CorroLogic 不需要大規模的工程，也不用擔心其他儲槽系統互相衝突。從安全和品質的角度來看，這對客戶來說是一個很大的優勢。

在成本上，Cortec系統的總安裝成本不到CP改造系統的一半。

對於客戶來說，這樣更安全，也更保證施工品質。對成本來說，Cortec系統的總施工成本不到陰極防蝕改造系統的一半。

儘管CorroLogic使用期限估計只有CP改造的一半（10年對比15年），但安裝後可以採取定期監測、定期補充的方式來維持，而且補充CorroLogic也比維護 CP 系統還要更方便。

業者可以選擇在5年、10年，甚至15年後添加額外的CorroLogic來降低槽底腐蝕速率，而且補充材料的成本也只佔原始總系統成本的一小部分。這意味著在20年的時間範圍內，CorroLogic系統都比陰極保護系統更有競爭力。

最終客戶選擇了CorroLogic。

在儲槽下方注入了CorroLogic Slurry到儲槽底部，同時安裝了長期的腐蝕監測系統。僅在一年多的時間內，整體的腐蝕速率平均下降了77％！從平均每年1.85 mpy下降到0.42 mpy。

可以看出，CorroLogic確實填補了陰極保護系統中的重大缺陷。由於其氣相作用，CorroLogic可以保護陰極防蝕電流無法到達的空隙。

CorroLogic可以為客戶節省大量成本，避免對現有儲槽進行陰極防蝕改造的繁瑣與費用。當CorroLogic與陰極防蝕系統一起使用時，兩者還有潛在的協同效應，可見在地上儲槽防蝕上，CorroLogic是陰極防蝕的最佳搭配方案。
　

延伸閱讀：陰極防蝕 (CP) vs. (VCI) 10年地上儲槽防蝕成效比較

地上儲槽防蝕實際案例

 
地上儲槽防蝕保護 - VpCI-309

挑戰

過去菲利普斯油漆使用地下儲槽，但出現了洩漏問題，後續土壤及儲槽廢棄處理更需花費80,000美元。

如今菲利普斯油漆改採用地上儲槽，這些儲槽擁有雙層的內牆，儲槽牆上並塗有磷酸鹽塗層，但客戶仍擔心腐蝕造成的洩漏問題。

解決方案

將CorroLogic VpCI-309粉末來保護這些地上儲槽。因VpCI-309粉末的保護性良好，連地上儲槽製造商目前正在研究將VpCI-309納入儲槽的製造流程。

地上儲槽防蝕保護 - VpCI-307

挑戰

客戶需要保護地上雙層儲槽的環形空間。多年來，客戶一直在購買各種Cortec產品，用於保護、水壓清洗和管道保護。

解決方案

針對地上儲槽的防蝕保護，客戶在儲槽中以體積的1%使用了VpCI®-307粉末和水，不僅防蝕成效良好，更可以與陰極保護一起使用。
　　
　
　
　

地上儲槽的保存 - VpCI-705

挑戰

客戶需針對兩個石化地上儲槽的內部進行防鏽保護，這兩個儲槽分別為3,800立方米，直徑21.3米，高度14.7米。

解決方案

先針對儲槽內部表面進行了噴砂處理，以確保所有儲槽表面都潔净，沒有任何油脂、腐蝕或污垢等異物，如灰塵和銑磨屑。然後使用風吹掃除所有灰塵和殘骸。

清潔表面後，使用噴槍在所有表面上（從頂部到底部）施加了VpCI-705。 VpCI-705的平均非揮發物含量為22%，並且在油膩的表面上固化。通過測量濕膜厚度並記錄所有環境條件（例如表面溫度、環境空氣溫度、相對濕度和露點溫度）來證明應用的質量。

Cortec VpCI-705將確保儲槽在特定時間內最多可達12個月的保護期，而不需要任何清潔即可立即投入使用。

客戶對Cortec的建議和應用感到滿意，因為與其他解決方案相比，這個解決方案成本低廉，易於應用，並且需要的時間短。

地上儲槽防蝕保護 - VpCI-609

客戶發現地上儲槽（AST）上部分陰極保護（CP）系統無法正常運作。於是他們決定尋求Cortec的協助。

團隊在儲槽內裝上了四個腐蝕速率ER探頭，同時將VpCI-609注入了儲槽底部的空間以降低儲槽內的腐蝕速度，從而延長儲槽的使用壽命。

目前這個計劃已經成功實施，並且他們計劃其他的儲槽都進一步跟進，以檢查並比較腐蝕速率的數據，看看是否有改善。

清洗地上儲槽外壁 - VpCI-414/CorrVerter® Rust Converter Primer

客戶需要處理並保護葵花籽油儲罐的外部鐵鏽問題，但由於該地區限制噴砂除鏽工程。因此客戶選擇使用以下方法：

首先使用鋼絲刷將鬆散的鏽跡徹底清除，然後使用VpCI-414和水進行高壓清洗以確保表面乾淨。

清潔完成後，使用CorrVerte Rust Converter Primer，接著塗上2K環氧底漆，最後再塗2K環氧面漆。替代方案使用非常成功，讓客戶感到非常滿意。

地上儲槽水壓測試 - M-645/S-7 Oxygen Scavenger/VpCI-418L

在 M-645 的一項應用中，分包商需要對為客戶製造的儲槽進行水壓測試，他們需要對客戶製造的11個儲槽進行水壓測試。這些儲槽的容量範圍從10,382立方米到45,156立方米都有。

由於阿聯酋缺乏飲用水，因此水壓測試的水必須使用海水，於是廠商想找一種經濟實惠又環保的方法，以確保在水壓測試過程中，儲槽內部的碳鋼表面不會因為海水殘留而導致腐蝕。

為了應對這個挑戰，他們選擇了Cortec 的產品：M-645浮塗劑和S-7除氧劑。

將6 m2/L（約合244平方英尺/加侖）濃度的M-645 Float Coat和100 ppm濃度的S-7除氧劑加入儲槽中，然後注入所需體積的海水。水壓測試的持續時間在35至45天之間不等，並且他們會在多個儲槽中反覆使用相同的海水。

完成水壓測試後，他們立即使用Cortec的VpCI®-418 L（一種無泡清潔劑）清潔了儲槽的內部表面，以確保在施加環氧油漆之前去除任何殘留的氯化物。

Cortec提出的這個方案不但經濟實惠且環保，不僅能有效保護使用海水進行水壓測試的儲槽內部，還不需要額外的殺菌劑。

處理後的海水符合排放環保要求，不需要做額外處理，由此可知，除了提供高水準的防鏽保護，Cortec的化學技術還為應用提供了重要的環境效益。

 

地上儲槽防蝕產品介紹

 
地上儲槽底部防蝕

地上儲槽內部防蝕

　
結語

在過去的20年中，CorroLogic的應用明顯增長，目前已有超過600個儲槽受到CorroLogic系統的保護，系統中的氣化防鏽分子 (VPCI) 通過揮發和表面吸附的方式，為地上儲槽（AST）提供了可靠的腐蝕保護，有效地抑制了儲槽底板的腐蝕速率。
 

VpCI的揮發性質使其能到達難以觸及的空隙表面，並可與陰極保護 (CP) 系統協同工作，提供全面的腐蝕防護。最令人滿意的地方就是，無論是單獨使用CorroLogic或與CP結合使用都能達成令人滿意的效果，但能降低點蝕機率和腐蝕速率，還能延長儲槽檢查間隔和底板使用壽命，還兼容陰極保護技術。
 

延伸閱讀：什麼是保溫層下腐蝕（CUI）？石化管線腐蝕預防必知！