原油儲(chǔ)罐的腐蝕與防護(hù)淺析

陸衛(wèi)婷,崔 磊,郭滿(mǎn)平

(1.四川省化工設(shè)計(jì)院，四川 成都 610015；2.中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司西南分公司，四川 成都 610041；3.陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)有限責(zé)任公司延安石油化工廠，陜西 延安 727406)

隨著我國(guó)石化工業(yè)的發(fā)展，國(guó)家石油戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備庫(kù)的建設(shè)相繼開(kāi)工建設(shè)，原油儲(chǔ)罐防腐蝕也越來(lái)越引起了人們的重視。隨著高溫，高壓力、高礦化度、高pH值原油的開(kāi)采，以及原油中并含有一定量的H2S、SO2、CO2及氯化物，這些特點(diǎn)決定了油田產(chǎn)出的原油、油氣及油析水混合物具有很強(qiáng)的腐蝕性，在這些環(huán)境中原油儲(chǔ)罐易發(fā)生腐蝕穿孔等問(wèn)題，引發(fā)造成原油泄漏，導(dǎo)致重大的財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染事故，甚至危及人們的生命安全。

1 儲(chǔ)罐腐蝕位置

統(tǒng)計(jì)資料顯示，原油儲(chǔ)罐投用2～3年后，罐體會(huì)出現(xiàn)程度不同的腐蝕。原油儲(chǔ)罐的腐蝕主要發(fā)生在：儲(chǔ)罐底上表面部位；油罐儲(chǔ)油部位；油罐氣相部位；儲(chǔ)罐外壁；罐底下表面部位。從原油儲(chǔ)罐檢修情況來(lái)看，原油儲(chǔ)罐普遍而嚴(yán)重的腐蝕形式有三種：油罐外表面的腐蝕；外浮頂支柱對(duì)罐底的影響；罐底板的腐蝕[1]。

2 采用的防腐措施

目前國(guó)內(nèi)的原油儲(chǔ)備油罐，主要的防腐措施有：防腐涂層；陰極保護(hù)；熱噴涂；內(nèi)襯玻璃鋼；加注緩蝕劑；在線監(jiān)測(cè)技術(shù)等方法。

2.1 涂料防腐

防腐涂料主要是使金屬材料與腐蝕介質(zhì)隔離而達(dá)到防腐的作用。較好的防腐涂料應(yīng)具有：陰極保護(hù)作用、陽(yáng)極(鈍化、緩蝕)作用和涂層的屏蔽作用。

由于靜電荷的積聚，可能發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故，所以目前在國(guó)是用得最多的是抗靜電防腐涂料[2-3]。良好的抗靜電防腐涂料應(yīng)具有良好的防腐性能，附著力強(qiáng)，抗沖擊、抗老化等性能之外，還必須滿(mǎn)足《液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》的要求。要保證原油儲(chǔ)罐的防腐性能，對(duì)儲(chǔ)罐各部位使用合適的防腐蝕涂料及其涂裝涂層厚度提出了嚴(yán)格的要求。

2.2 陰極保護(hù)

陰極保護(hù)是一種控制鋼質(zhì)儲(chǔ)罐和管道腐蝕的有效方法，它有效彌補(bǔ)了涂層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長(zhǎng)儲(chǔ)罐和管道的使用壽命。陰極保護(hù)分為外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)兩種。選用犧牲陽(yáng)極材料時(shí)，該材料應(yīng)滿(mǎn)足要求：與被保護(hù)金屬相比，犧牲陽(yáng)極的電位比被保護(hù)金屬低，且保證有一定的電位差；在使用過(guò)程中陽(yáng)極極化率要小，電位及電流輸出要穩(wěn)定；陽(yáng)極自身腐蝕要小，電流效率要高，陽(yáng)極溶解要均勻，腐蝕產(chǎn)物易脫除、不污染環(huán)境；價(jià)格低廉、材料來(lái)源充足、易加工等。錦州石化公司某原油罐[4]采用高溫鋅陽(yáng)極保護(hù)，該油罐使用4年多未發(fā)現(xiàn)腐蝕、損壞等異?，F(xiàn)象，使用效果良好。

2.3 涂料加陰極保護(hù)聯(lián)合保護(hù)

陰極保護(hù)和涂料防腐技術(shù)同時(shí)使用稱(chēng)之為聯(lián)合保護(hù)，采用這種陰極保護(hù)防腐蝕技術(shù)的聯(lián)合保護(hù)[5]是目前地下管線和金屬建筑物防腐的重要方法之一。

涂層可以對(duì)大面積的基體金屬起到保護(hù)作用。由于涂層老化后易出現(xiàn)龜裂、剝離等現(xiàn)象，涂層缺陷部位易形成小陽(yáng)極大陰極而產(chǎn)生局部腐蝕電池，加速涂破損處的金屬腐蝕。采用涂料和陰極保護(hù)聯(lián)合的防腐蝕技術(shù)，可以保證被保護(hù)金屬體的電化學(xué)平均性，避免局部腐蝕電池的產(chǎn)生，有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。而且既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

2.4 熱噴涂

熱噴涂是利用熱源(電弧、燃燒火焰、等離子弧等)將金屬和非金屬涂層材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后以一定的速度噴射到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的基體表面，結(jié)合而形成具有某種功能的表面覆蓋涂層的一種技術(shù)。熱噴涂具有防腐壽命長(zhǎng)；與金屬基體結(jié)合力高；生產(chǎn)效率高；涂層質(zhì)量好；可修復(fù)強(qiáng)；良好的節(jié)能和環(huán)保技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)[6]。

原油儲(chǔ)罐內(nèi)壁腐蝕比較嚴(yán)重，可采用該法進(jìn)行防腐助理。目前，碳鋼罐的應(yīng)用上比較成熟的工藝是熱噴鋁技術(shù)。熱噴鋁涂層在大氣中極易產(chǎn)生致密的氧化膜，可以避免罐體與氧氣、H2S發(fā)生反應(yīng)。該技術(shù)關(guān)鍵在于噴鋁的厚度、質(zhì)量以及封孔的厚度、質(zhì)量。

2.5 玻璃鋼

玻璃鋼油管具有防腐蝕性能好、抗菌性能好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但抗拉抗壓能力較弱。2006年海洋采油廠開(kāi)始究配套海上玻璃鋼油管注水工藝，2008年在CB273-1井首次成功應(yīng)用。目前，在美國(guó)、加拿大、歐洲等國(guó)均采用玻璃鋼雙壁油罐。

2.6 加注緩蝕劑

加注緩蝕劑[8]具有用量小、操作簡(jiǎn)單、見(jiàn)效快、適用性強(qiáng)、效果好等優(yōu)點(diǎn)，是一種最經(jīng)濟(jì)、有效的解決方法。儲(chǔ)罐所用緩蝕劑可分為三類(lèi)：(1)罐底部用水溶性緩蝕劑；(2)與原油接觸用油溶性緩蝕劑；(3)罐頂部用氣相緩蝕劑。選用何種緩蝕劑、及緩蝕劑的加注量需通過(guò)緩蝕劑評(píng)價(jià)試驗(yàn)來(lái)確定。

2.7 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

原油儲(chǔ)罐的腐蝕類(lèi)型比較復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)對(duì)原油儲(chǔ)罐采用腐蝕監(jiān)控技術(shù)[10]，應(yīng)用在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)原油儲(chǔ)罐進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)掌握原油儲(chǔ)罐的腐蝕情況，能有效的預(yù)防和控制腐蝕的發(fā)生與發(fā)展，可使使設(shè)備處于良好的可控運(yùn)行狀態(tài)，降低企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)包括腐蝕掛片、電阻探針、線性極化探頭、電化學(xué)探針?lè)↙PR、電感探針MR、電化學(xué)噪聲探頭、電子指紋，在線超聲波側(cè)厚等。在現(xiàn)場(chǎng)，在線腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的選擇是根據(jù)不同的操作環(huán)境、操作方式、安裝技術(shù)而定。

3 結(jié)論及建議

原油儲(chǔ)罐的腐蝕比較復(fù)雜，應(yīng)充分了解原油儲(chǔ)罐的腐蝕機(jī)理，并針對(duì)不同的腐蝕區(qū)域提出不同的防腐方法。在此同時(shí)，廣大學(xué)者應(yīng)加大研發(fā)力度，研究高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的防護(hù)方法。