原油儲罐腐蝕機理與防范

夏 雨

中石化中原石油工程設(shè)計有限公司

原油儲罐腐蝕機理與防范

夏 雨

中石化中原石油工程設(shè)計有限公司

原油儲罐長期受到各種類型腐蝕的威脅，為了減少腐蝕及經(jīng)濟損失，實現(xiàn)安全、文明生產(chǎn)，需要加對這些位置腐蝕機理進行分析，找出發(fā)生腐蝕的原因，并采取相應(yīng)的防范對策，從而能夠不斷提高原油儲罐腐蝕防范水平，減少因儲罐腐蝕帶來的經(jīng)濟損失，保證生產(chǎn)的安全進行?；诖吮疚姆治隽嗽蛢薷g機理與防范。

原油儲罐；腐蝕機理；防范

1、油罐腐蝕特點

在油罐實際應(yīng)用中，其主要腐蝕情況有：

第一，外表腐蝕。外表腐蝕是油罐應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)生的問題類型，主要表現(xiàn)在邊緣板附屬位置。具體表現(xiàn)，即均勻腐蝕減薄，且腐蝕產(chǎn)物將以“千層餅”的方式出現(xiàn)，在板邊緣位置將可以看到明顯的腐蝕縫隙。當該情況發(fā)展到一定程度后，將逐漸向罐壁發(fā)展；第二，外浮頂支柱影響。外浮頂也將對罐底造成嚴重的危害，該種情況的出現(xiàn)，主要原因有：首先，缺少涂層保護。在儲罐修建中，浮盤支柱位置將同浮板表面具有密切依靠關(guān)系，并使該位置不能夠獲得好的腐蝕處理。其次，支柱將對底板形成明顯的沖擊作用，在儲罐付油過程中，受到庫存方面影響，則將出現(xiàn)油位低于起伏液位運行的情況，并因此使支柱對底板產(chǎn)生沖擊；第三，油罐氣相部位。該位置腐蝕情況主要為化學(xué)腐蝕，且具有均勻的腐蝕特點。該種情況的存在，主要是在油料當中所揮發(fā)的酸性氣體HCl以及H2S將在油罐上凝結(jié)，在逐漸形成酸性溶液的情況下導(dǎo)致發(fā)生化學(xué)腐蝕問題；第四，儲油部位。在該位置，腐蝕情況產(chǎn)生的速率較低，通常情況下不會產(chǎn)生特殊危險。第五，罐底內(nèi)表面。該位置的主要腐蝕方式為點蝕。問題存在的原因，即在罐底位置聚集較多酸性沉淀導(dǎo)致的，同時，在酸性水當中也具有數(shù)量較多的負氧離子，在形成電解質(zhì)溶液的情況下形成化學(xué)腐蝕。再加上油罐腐蝕產(chǎn)物以及油中固體雜質(zhì)在罐底當中沉積情況的存在，則使其同罐底間具有不同的電極電位，以此在產(chǎn)生腐蝕電池的情況下導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕情況的發(fā)生。

2、原油儲罐腐蝕機理

2.1 外表面的腐蝕機理

原油儲罐外表面的腐蝕主要是由大氣引起的，這是因為空氣中含有的水蒸氣、氧氣以及二氧化碳都會造成對原油儲罐的腐蝕作用，其中水蒸氣能夠溶解出酸性物質(zhì)，能夠附著在罐體的外表面，水則發(fā)揮了電解質(zhì)的作用，在它們的共同作用下，在罐體表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕反應(yīng)。

陽極發(fā)生的反應(yīng)為：Fe→Fe2++2e-，而陰極的反應(yīng)則為：O2+2H2O+4e-→4OH-，總反應(yīng)為：2Fe+2H2O+O2→2Fe(OH)2↓。所以，在原有儲罐的頂部凹陷處以及能夠積水的位置會出現(xiàn)這類腐蝕。

2.2 儲油部位的腐蝕機理

直接接觸原油的罐壁一般不會出現(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)不能造成原油儲罐罐壁腐蝕的穿孔危險，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)的時候會造成比較大的氧濃度差，使罐壁的腐蝕加快。

2.3 氣相部位的腐蝕機理

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。二氧化碳氣體可以造成坑點腐蝕和片狀腐蝕等。硫腐蝕主要源于硫化氫和硫單質(zhì)。污水狀況下，硫化氫不會對金屬產(chǎn)生腐蝕，只有硫化氫與水共存的情況下才會與酸性介質(zhì)發(fā)生迅速的腐蝕。

2.4 原油儲罐外壁的腐蝕機理

大氣腐蝕是原油儲罐外壁的一個主要特征。大氣中的氧、二氧化碳以及水整體都能與原油儲罐的外壁發(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，會加快原油儲罐的外幣腐蝕，甚至導(dǎo)致穿孔。

3、原油儲罐腐蝕的防范對策

3.1 選擇合適的制造材料

為了更好的防范原油儲罐腐蝕，儲罐材料最好選擇含碳量在0.2%以下，硫與磷元素含量均小于0.5%的鋼材作為制造材料。與此同時，對于更加容易產(chǎn)生腐蝕的位置，要酌情增加鋼材的厚度，以提高腐蝕防范能力。

3.2 合理的利用緩蝕劑

合理的利用緩蝕劑是防范原油儲罐腐蝕最有效的方法，原油儲罐常用的緩蝕劑可按照用途分為以下幾類，分別是能夠減緩儲罐底部積水腐蝕的水溶性緩蝕劑，能夠減緩罐內(nèi)原油與氣體銜接位置腐蝕的氣溶性緩蝕劑，以及能夠減緩儲罐壁位置腐蝕的油溶性緩蝕劑。

3.3 陰極保護的利用

單一的涂層可以對大面積基體金屬起到保護作用，但對涂層缺陷處不但不能起到保護作用，還會形成大陰極小陽極而加速涂層破損處的腐蝕；涂層與犧牲陽極聯(lián)合保護可以對涂層破損處達到有效保護，并且聯(lián)合保護比單純的陰極保護節(jié)省犧牲陽極用量，電流分散效率好，是行之有效的保護辦法。

3.4 開發(fā)石油脫硫新技術(shù)

原油高含硫是儲罐腐蝕的重要因素，目前世界上普遍采用的原油脫硫方法是加氫脫硫，但加氫脫硫投資大，操作費用高，為此人們不斷研究新的脫硫方法，生物脫硫即是其中之一。生物脫硫?qū)儆诟咝录夹g(shù)，必將成為21世紀煉油工業(yè)發(fā)展的新方向。

3.5 及時脫水，對罐底油泥定期清理

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

3.6 提升管理

油罐管理正常工作中，應(yīng)該做好油罐全身檢查，例如可以采取一年一次的方式檢查，檢查的結(jié)果詳細記錄，以待日后翻閱，如果發(fā)現(xiàn)腐蝕情況較為嚴重的油罐，可采取開罐檢查方式，如果發(fā)現(xiàn)其中存在問題，及時處理問題。

總之，原油儲罐是用于儲存原油或者其他石油產(chǎn)品的容器，是儲運系統(tǒng)設(shè)施的重要組成部分，為提高原油儲罐壽命，維護安全生產(chǎn)，有必要對儲罐腐蝕機理進行研究并針對性的制定防腐措施。

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