JP2019157206A - 油槽船原油タンクの防食方法および油槽船原油タンク用防食塗料 - Google Patents

Abstract

【課題】タンクの素材を変更することなく、油槽船原油タンク底部の腐食を抑制する油槽船原油タンクの防食方法および油槽船原油タンク用防食塗料を提供する。【解決手段】抗菌剤を含有する塗料を油槽船の原油タンクの内表面に塗布することを特徴とする油槽船原油タンクの防食方法である。前記抗菌剤は、硫酸塩還元菌またはメタン生成菌に対して抗菌作用を有することが好ましい。また、前記抗菌剤を含有することを特徴とする油槽船原油タンク用防食塗料である。【選択図】なし

Description

本発明は、油槽船原油タンクの防食方法および油槽船原油タンク用防食塗料に関する。

油槽船の原油タンク（カーゴオイルタンク）の定期修繕時において、底部にピット状の局部腐食（以下適宜、「ピット腐食」と記載する。）が多数発生していることが見出され、問題となっている。ピット腐食は、数ｍｍの深さの孔食であり、大型油槽船の場合、タンク底板の広範囲にわたって、数百から数千個発生する。この事象に対しては定期的に点検と塗装補修が繰り返し行なわれてきたが、時間的かつコスト的にも大きな負担となっており、抜本的な対策を講じることが求められている。

ピット腐食が発生する原因については、従来から多くの研究がなされてきた。タンク底部には、原油積載運航時に原油中に含有されている水分、砂利、高粘度油等が析出・沈殿して、スラッジと呼ばれる高比重高粘度の残渣が滞留している。当該スラッジは、海水中の塩分や原油中の硫黄分を含有することがある。そのため、スラッジ中の水分が塩分や硫黄分によって、酸性化して、鋼材の腐食を加速させると考えられる。

そこで、タンク底部の腐食環境下に曝されても良好な耐食性を発揮し得る鋼材が開発されている。例えば特許文献１には、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐ、ＳおよびＡｌを所定量かつ特定の関係で含有する原油槽用鋼が開示されている。

特開２０１６−２２２９８３号公報

特許文献１に開示された鋼材の改質によって、ピット腐食をある程度抑制することが可能である。しかしながら、鋼材を改質する方法は、タンク全体の素材の変更を必要とするものであり、コスト面や製造時の加工性の点で、課題を有するものであった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の課題は、タンクの素材を変更することなく、油槽船原油タンク底部の腐食を抑制する油槽船原油タンクの防食方法および油槽船原油タンク用防食塗料を提供することである。

本発明者は、ピット腐食が発生する原因について、さらなる検討を進めた。その結果、従来から検討されてきたスラッジ中の塩分や硫黄分に起因する腐食という現象以外に、微生物による腐食という現象が関与していることを見出した。本発明は、このような知見を基になされたものである。すなわち、本発明は、以下のような構成を有するものである。

（１）本発明の油槽船原油タンクの防食方法は、抗菌剤を含有する塗料を油槽船の原油タンクの内表面に塗布することを特徴とする。

（２）前記防食方法は、前記抗菌剤を含有する塗料を前記原油タンクの底面全体または底面の一部に塗布することが好ましい。

（３）前記防食方法は、前記抗菌剤が硫酸塩還元菌またはメタン生成菌に対して抗菌作用を有することが好ましい。

（４）前記防食方法は、前記抗菌剤が銀系無機抗菌剤を含有することが好ましい。

（５）本発明の油槽船原油タンク用防食塗料は、抗菌剤を含有することを特徴とする。

（６）前記防食塗料は、前記抗菌剤が硫酸塩還元菌またはメタン生成菌に対して抗菌作用を有することが好ましい。

（７）前記防食塗料は、前記抗菌剤が銀系無機抗菌剤を含有することが好ましい。

本発明の油槽船原油タンクの防食方法および油槽船原油タンク用防食塗料は、タンクの素材を変更することなく、油槽船原油タンク底部の腐食を抑制することができる。

ピット腐食の状況を示す写真１である。 ピット腐食の状況を示す写真２である。

本発明の実施形態について、以下詳細に説明する。但し、以下に記載する実施形態は、本発明の実施態様の一例であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。

油槽船原油タンク（以下適宜、「タンク」と記載する。）の底部には、原油中に含有されている水分、砂利、高粘度油等が析出・沈殿して、スラッジと呼ばれる高比重高粘度の残渣が存在している。油槽船は、通常、積込港でタンク内に原油を積み込み、積出港で原油を積み出すという工程を繰り返し行なう。その間、タンク底部に溜まったスラッジが船外に排出されることはない。

タンク内の定期修繕は、２〜３年に１回程度の頻度で行なわれる。定期修繕の際には、タンク内の原油をすべて取り出して、内部を洗浄した後に、タンク内に作業員が入って、清掃作業が行なわれる。そのときに、作業員によってタンクの底部に溜まったスラッジを外部へ取り出す作業（スラッジ揚げ）が行なわれる。
このスラッジ揚げ後のタンク底部を点検したところ、数ｍｍの深さのピット腐食が多数存在することが確認された。

本発明者は、ピット腐食の発生状況を子細に観察した。図１と図２は、異なる場所におけるピット腐食の状況を示す写真である。図中Ａで示した箇所がピット腐食の部分である。ピット腐食は、表面が溶けたような形状であり、タコつぼ状に孔が形成されていた。ピット腐食の発生箇所については、熱履歴の異なる溶接部等に偏向することもなく、規則性は特に無かった。

そこで、本発明者は、１１か所のピット腐食の付近から液体試料およびスラッジの固体試料を採取して、以下の分析を行った。

ピット腐食付近の液体試料のｐＨは中性〜弱酸性であった。また、ピット腐食付近の固体試料をエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）で元素分析したところ、主としてＦｅ、Ｃ、Ｏ、Ｓが検出された。ＦｅとＣは鋼材の炭素鋼に由来するものであり、ＯとＳは、それぞれ腐食によって生成した酸化鉄、硫化鉄に由来するものと推定された。

鉄鋼が細菌によって腐食されるという現象は既に公知のものである。鉄鋼を腐食させる細菌としては、硫酸還元菌、メタン生成菌、鉄酸化菌、硫黄酸化菌等が知られている。ピット腐食が発生した状況は、タンク底部の大量のスラッジが堆積した内部であり、嫌気性環境と考えられる。そこで、これらの細菌の中で、嫌気性菌である硫酸還元菌とメタン生成菌を分析対象として分析を進めた。

１１か所の液体試料および固体試料に対して、ＰＣＲ法（Polymerase Chain Reaction法）による細菌の定性分析を実施した。検出対象の遺伝子として、硫酸還元菌（SRB）のdsr遺伝子、メタン生成菌（MPB）のmcrA遺伝子をそれぞれ用いた。その結果を表１に示した。

表１から分かるように、１１か所の試料のうち、１０か所の試料で硫酸還元菌（SRB）の遺伝子増幅が、８か所の試料でメタン生成菌（MPB）の遺伝子増幅がそれぞれ確認された。すなわち、ピット腐食付近には硫酸塩還元菌またはメタン生成菌が存在していること、そしてピット腐食にはこれらの細菌が関与している可能性があることが示された。なお、試料No.2-7は、参照試料として用いた海水の結果である。

次に、硫酸塩還元菌またはメタン生成菌の存在が確認された１０か所の試料について、リアルタイムＰＣＲ法によって遺伝子を増幅させて、細菌数の定量分析を実施した。増幅の結果得られた細菌数は、試料中に存在していた細菌数にほぼ比例するとみなすことができる。その結果を表２に示した。なお、遺伝子数単位には、copy、copiesが用いられ、液体試料（w）ではcopies／mL、固体試料（s）ではcopies／gとした。

表２から分かるように、５種の全ての液体試料（試料No.1-1、1-3、2-1、2-3、2-5）の硫酸還元菌の個数は、参照試料である海水試料No.2-7の個数の１．６倍〜１３２倍に増加していた。また３種の液体試料（試料No.1-3、2-3、2-5）のメタン生成菌の個数は、参照試料である海水試料No.2-7の個数の２．１倍〜２１８倍に増加していた。すなわち、ピット腐食付近においては海水中に比べて、硫酸塩還元菌およびメタン生成菌が大幅に増加していた。すなわち、ピット腐食は、ピット付近で局部的に大幅に増加した硫酸塩還元菌またはメタン生成菌に因るものと考えることができる。

なお、前記したＥＤＸによる元素分析で、検出されたＳは、硫酸塩還元菌の活動によって生成する硫化水素に起因するものと考えることができる。

硫酸塩還元菌およびメタン生成菌は、スラッジ中の水中に生存しているものと推定される。タンク内の定期修繕が次回行なわれるまでの長期にわたって、スラッジ中に生存する細菌によってタンク底部の腐食が進行するものと推定される。

以上の知見を基に、腐食に関わっている細菌を殺菌し得る抗菌剤を油槽船のタンクの内表面に付与することが、ピット腐食の抑制に有効であることを見出した。すなわち、本実施形態のタンクの防食方法は、抗菌剤を含有する塗料（防食塗料）をタンクの内表面に塗布することである。

（防食塗料）
抗菌剤としては、硫酸塩還元菌またはメタン生成菌、さらには両方の細菌に対して抗菌作用を有する抗菌剤が有効である。塗料に添加される抗菌剤は、有機系と無機系に分類することができる。有機系の抗菌剤には、有機臭素系、有機窒素系、有機硫黄系、有機銅系、有機塩素系、有機リン系等の種類がある。有機系の抗菌剤としては、イミダゾール系、ベンズイミダゾール系、トリハロメチルチオ系、ニトリル系、チアゾリン系、イソチアゾリン系、フェニルピロール系、アニリノピリミジン系、ピリジナミン系、オキサゾリジンジオン系、ベンゾイミダゾール系、ジェトフェンカルブ系 、ジカルボキシイミド系 、酸アミド系、ジメトモルフ系、ストロビルリン系、グアニジン系、キノキサリン系、アミノピリミジン系、ヒドロキシアニリド系、アミドキシム系、カーバメート系、フェニル尿素系、シアノイマダゾール系、シアノアセトアミド系、ピリミジン系、第四アンモニウム塩系等の抗菌剤が挙げられる。抗菌剤には、必要に応じて抗生物質と呼ばれる抗菌スペクトルの限定された化合物や、呼吸や細胞分裂などの代謝系を特異的に阻害する化合物を用いることもできる。また、これらを混合して使用することもできる。無機系の抗菌剤としては、硫黄系、銀系、亜鉛系、銅系、炭酸水素系等の抗菌剤が挙げられ、これらを混合して使用することもできる。また、有機系の抗菌剤と無機系の抗菌剤を混合して使用することもできる。

これらの抗菌剤の中では、銀系の無機系抗菌剤が、抗菌性が強いため好ましい。銀系の無機系抗菌剤としては、銀を担持した無機系担体の抗菌剤が、耐熱性、取扱性に優れ、銀の溶出量が少なく、持続性にも優れているため好ましい。無機系担体としては、ゼオライト、ハイドロキシアパタイト、ガラス、リン酸ジルコニウム等が挙げられる。

防食塗料用樹脂としては、タンク内面のライニング等に使用される塗料用樹脂であれば、用いることができる。例えば、エポキシ樹脂系、フッ素樹脂系、ポリエステル樹脂系、ビニルエステル樹脂系等が挙げられる。

防食塗料の溶剤は、有機溶剤であっても、水であってもよい。また、防食塗料には、必要に応じて、顔料、着色剤、無機フィラー、酸化防止剤、熱安定剤、硬化促進剤、消泡剤、表面調整剤、沈降防止剤、増粘剤、分散剤、架橋剤等の公知の添加剤を適宜添加することができる。

ピット腐食は、タンク底部のスラッジ中の細菌によって引き起こされることから、抗菌剤を含有する防食塗料をタンクの底面全体または底面の一部に塗布することが有効である。防食塗料は、内部に含有する抗菌剤が塗装面の表面から水中に溶出することによって抗菌性が発現する。例えば、銀系抗菌剤であれば、銀イオンが水中に溶出することによって抗菌性が発現する。そのため、抗菌剤を潤沢に溶出する防食塗料であれば、タンクの底面の一部に塗布する場合であっても有効である。

抗菌剤を含有する防食塗料をタンクの底面に塗布する作業は、タンク内の定期修繕の際に、タンク内の底部に溜まったスラッジを外部へ取り出した後に行なわれる。ピット腐食の生成の状況を確認しつつ、ピット腐食の発生量が多いところを中心に、適切な塗工量で塗布することが好ましい。

本実施形態の防食方法および防食塗料は、油槽船の原油タンクに限らず、浮体式貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ、ＦＳＯ）等の設備においても有効である。

Claims (7)

1. 抗菌剤を含有する塗料を油槽船の原油タンクの内表面に塗布することを特徴とする油槽船原油タンクの防食方法。
2. 前記抗菌剤を含有する塗料を前記原油タンクの底面全体または底面の一部に塗布することを特徴とする請求項１に記載の油槽船原油タンクの防食方法。
3. 前記抗菌剤が、硫酸塩還元菌またはメタン生成菌に対して抗菌作用を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油槽船原油タンクの防食方法。
4. 前記抗菌剤が、銀系無機抗菌剤を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の油槽船原油タンクの防食方法。
5. 抗菌剤を含有することを特徴とする油槽船原油タンク用防食塗料。
6. 前記抗菌剤が、硫酸塩還元菌またはメタン生成菌に対して抗菌作用を有することを特徴とする請求項５に記載の油槽船原油タンク用防食塗料。
7. 前記抗菌剤が、銀系無機抗菌剤を含有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の油槽船原油タンク用防食塗料。