原油儲(chǔ)罐的腐蝕機(jī)理及防腐措施

易新愚 丁付德 張翔(新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)陸梁集中處理站,新疆 克拉瑪依 834000)

原有常溫常壓狀態(tài)下呈現(xiàn)液態(tài)，主要成分為烴。另外還含有少量的無(wú)機(jī)鹽、氯化物、硫化物、有機(jī)酸、水和二氧化碳，雖然含量少，但是這些成分對(duì)設(shè)備有很強(qiáng)的腐蝕性。隨著我國(guó)原有資源競(jìng)爭(zhēng)的加劇，以及開采成本的提高，導(dǎo)致劣質(zhì)原油層出不窮，對(duì)原油儲(chǔ)罐的使用壽命有了極為不利的影響，影響了原油儲(chǔ)罐的穩(wěn)定運(yùn)行。不但會(huì)造成原油的損失，也會(huì)造成環(huán)境污染和安全隱患。所以，對(duì)于原有儲(chǔ)罐其腐蝕機(jī)理的研究勢(shì)在必行。

1 腐蝕機(jī)理

實(shí)踐表明，在原油儲(chǔ)罐中發(fā)生的化學(xué)腐蝕與其所處的環(huán)境密切相關(guān)，原油儲(chǔ)罐各個(gè)部位的環(huán)境存在著巨大的差異，因此腐蝕機(jī)理也會(huì)有所不同。

1.1 原油儲(chǔ)罐罐底上表面的腐蝕

1.1.1 硫化物以及氯化物對(duì)于罐底產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕

原油中如果含有大量水分，由于油和水比重的差距，經(jīng)過原油在儲(chǔ)罐中的靜置，就會(huì)在罐底的上表面形成水層。水中由于含有大量的氯化物、硫化物、氧和酸類物質(zhì)，可以形成電解質(zhì)溶液，因此，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。

1.1.2 原油儲(chǔ)罐中由于硫酸鹽的還原菌造成的腐蝕

我國(guó)對(duì)于微生物造成的油罐腐蝕已經(jīng)早有研究，硫酸鹽還原菌是最具代表性的，其典型特點(diǎn)在于孔蝕，腐蝕機(jī)理為通過細(xì)菌的生長(zhǎng)膜內(nèi)產(chǎn)生的氫將硫酸鹽還原為硫化氫。罐底的水溶液中氫原子不斷的與硫酸鹽還原菌產(chǎn)生代謝反應(yīng)，導(dǎo)致防腐層部分的脫落，電化學(xué)反應(yīng)加劇，增強(qiáng)罐底上表面產(chǎn)生的離子化反應(yīng)，促進(jìn)了罐底腐蝕的速度。實(shí)驗(yàn)證明，原油中如果不含有硫化氫，一般鋼制原油儲(chǔ)罐的使用壽命可以超過十年，但是如果含油硫化氫，則最多不會(huì)超過五年。

1.1.3 原油儲(chǔ)罐中的氧電化學(xué)腐蝕

在原油中存在的二氧化硫可以與氧氣發(fā)生溶解性電化學(xué)腐蝕，促進(jìn)了對(duì)原油儲(chǔ)罐中鐵的腐蝕。

1.2 儲(chǔ)油部位的腐蝕機(jī)理

直接接觸原油的罐壁一般不會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，特殊情況下則也能出現(xiàn)腐蝕。腐蝕率較低，在二十年內(nèi)不能造成原油儲(chǔ)罐罐壁腐蝕的穿孔危險(xiǎn)，但是由于原油內(nèi)部和表面上部的空氣含氧量的差距，可以出現(xiàn)氧濃度差造成的電池腐蝕。腐蝕率會(huì)隨著氧濃度差的增大而變快。在原油倒灌或者攪拌循環(huán)的時(shí)候會(huì)造成比較大的氧濃度差，使罐壁的腐蝕加快。

1.3 氣相部位的腐蝕機(jī)理

有關(guān)的氣相部位腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，由于該部位不予原油介質(zhì)解除，會(huì)發(fā)的酸性氣體以及水分、二氧化碳以及二氧化硫等凝結(jié)成酸性的溶液聚集在罐壁，借以導(dǎo)化學(xué)腐蝕。二氧化碳?xì)怏w可以造成坑點(diǎn)腐蝕和片狀腐蝕等。硫腐蝕主要源于硫化氫和硫單質(zhì)。污水狀況下，硫化氫不會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕，只有硫化氫與水共存的情況下才會(huì)與酸性介質(zhì)發(fā)生迅速的腐蝕。

1.4 原油儲(chǔ)罐外壁的腐蝕機(jī)理

大氣腐蝕是原油儲(chǔ)罐外壁的一個(gè)主要特征。大氣中的氧、二氧化碳以及水整體都能與原油儲(chǔ)罐的外壁發(fā)生腐蝕，由于煉油廠周圍空氣中的氮化物以及硫化氫等氣體的存在，會(huì)加快原油儲(chǔ)罐的外幣腐蝕，甚至導(dǎo)致穿孔。

1.5 原油儲(chǔ)罐罐底的下表面的腐蝕機(jī)理

罐底外表會(huì)與土壤存在接觸，主要是由于土壤的腐蝕性造成的罐底腐蝕。其罐底下表面所產(chǎn)生的腐蝕主要包括突然腐蝕、氧濃度差電池腐蝕、雜散電流腐蝕以及不同金屬所引導(dǎo)發(fā)生的電偶腐蝕。

2 防腐蝕措施

2.1 運(yùn)用熱噴技術(shù)

內(nèi)壁腐蝕比較嚴(yán)重的時(shí)候，可以利用金屬火焰噴鍍技術(shù)來(lái)噴涂油罐內(nèi)壁。熱噴鋁技術(shù)廣泛的應(yīng)用于碳鋼罐的防腐蝕處理中，噴鋁涂層可以在大氣中形成執(zhí)泥氧化膜，避免氧氣、硫化氫等氣體與罐體之間的反應(yīng)，借以防止油罐的腐蝕。

2.2 應(yīng)用乙烯基酯樹脂防腐涂料

乙烯基酯樹脂作為改性環(huán)氧樹脂，軍備環(huán)氧樹脂特性的同時(shí)，提高了耐腐蝕性、耐熱性以及耐溶劑性，有著施工方便的特點(diǎn)，其優(yōu)良的耐熱性以及耐化學(xué)品性解決了我國(guó)油罐防腐蝕領(lǐng)域的主要問題，有效的提高了原油儲(chǔ)罐的防腐水平。

2.3 涂料和陰極保護(hù)結(jié)合的技術(shù)

單一涂層對(duì)于大面積的金屬保護(hù)作用良好，但是缺陷在于對(duì)于小部分的集體不但起不到保護(hù)作用，還可能加快涂層破損部位腐蝕的速度。運(yùn)用涂層與陰極保護(hù)結(jié)合的技術(shù)，可以有效的應(yīng)對(duì)單一涂料涂層存在的不足。

2.4 添加緩蝕劑

對(duì)于原油儲(chǔ)罐的防腐蝕處理，可以通過添加緩蝕劑來(lái)完成，緩蝕劑可以防止和減緩原油儲(chǔ)罐的腐蝕，在保障緩蝕效果的前提下，必須盡量少用，保障最佳用量。

2.5 控制原油溫度

原油儲(chǔ)罐的溫度越高，閱歷與腐蝕的發(fā)生，因此，必須從降低溫度的角度考慮對(duì)原油儲(chǔ)罐進(jìn)行防腐。

2.6 及時(shí)脫水，對(duì)罐底油泥定期清理

由于原油儲(chǔ)罐中的很多腐蝕反應(yīng)都和水有著密切的關(guān)系，所以運(yùn)行過程中必須要及時(shí)脫水，并每年對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行一次清理，除去罐底的油泥。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合以上，要想延長(zhǎng)原油儲(chǔ)罐的使用壽命，使其安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，必須要注重對(duì)原油儲(chǔ)罐腐蝕機(jī)理的研究，借以采取更多的防止腐蝕發(fā)生和減緩腐蝕速度的措施，從而確保原油儲(chǔ)罐可以發(fā)揮更大的效用。

[1]趙雪娥,蔣軍成.原油儲(chǔ)罐的腐蝕機(jī)理研究及防護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2005,03:104-107.

[2]葉棟文,王岳,郭光利,張治瑋,韓流.原油儲(chǔ)罐的腐蝕機(jī)理及對(duì)策研究[J].石油化工設(shè)備技術(shù),2010,06:62-66.