原油输转车间大型原油储罐底板腐蚀情况分析及工艺对策

1、    原油输转车间大型原油储罐底板腐蚀情况分析及工艺对策    李英 刘永飞摘  要：如今，随着国内石油产量与用量的不断增加，大型原油储罐已经是增加原油储备、提高炼化企业效益不可缺少的主要设备，然而“腐蚀”问题成为制约其寿命的主要原因。本文对油品储运厂原油输转车间典型的5万m3大型储罐的工艺过程、储油罐内部底板腐蚀产生的部位及防腐工艺进行了描述。通过其腐蚀原因及其机理的分析，论述了目前较为通用的涂料保护法，结合实际情况，阐明了我部原油储罐的防腐体系改进措施并提出防腐工艺优化的建议方案，以期对今后我厂的同类设备实现“安、稳、长、满、优”运行起到

2、一定的参考作用。1 引言原油储罐是原油储存与输送的重要设施。在我国，多条原油输送管线及石化企业都建有大量的原油储罐。目前我国建设的地面大型原油储罐单个容积已达520万m3。在原油储罐的使用过程中，经常遭受内外环境介质的腐蚀，一般储罐的腐蚀分为罐内腐蚀、罐外腐蚀及罐底板腐蚀等。其中，罐底板的腐蚀穿孔较罐内外其他腐蚀现象较为严重，因此，搞好对储罐底板的防腐措施，减少泄漏事件的发生，延长原油储罐的检修周期，保证原油储罐安全运行是很有必要的。2 原油储罐罐底腐蚀分析2.1 腐蚀的定义腐蚀：腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。凡金属机械设备、生产装置、桥梁船舶、海洋设施等等或其零件在使用过程中，由

3、于腐蚀的原因，使之达不到设计规定的功能或者产生破裂，或者不能安全可靠地运行和继续服役，均称之谓腐蚀失效【1】。2.2 罐底腐蚀造成的影响储罐的建设离不开钢铁，这些大型钢铁设施，在建设中都面临着金属腐蚀及其防护的问题。钢铁腐蚀不仅给国民经济带来巨大损失，同时更容易造成安全隐患与事故，储罐罐底如果遭受腐蚀，且情况得不到控制使其逐年恶化，就会造成装置、设备的跑、冒、滴、漏，因而使一些有毒的气体、液体泄漏出来，严重地毒化、污染了环境，后果也是十分严重的。腐蚀从广义上来讲是材料与环境相互作用而导致的失效。金属的腐蚀就是金属转化为氧化物或其它化合物的现象。从热力学原理上来讲，这是由于大多数金属处于热力学不

4、稳定状态，具有寻求低能量状态的倾向，如形成氧化物或其他化合物，因而钢铁的腐蚀是一种必然现象。建于地面的钢铁储罐常处于工业大气以及内陆和沿海的潮湿空气中，造成储罐的外表面腐蚀。储罐底部由于原油中携带的水、盐、酸等腐蚀物质在底部沉积，使储罐底部产生腐蚀。对储罐底部腐蚀情况调查显示，其腐蚀率一般为0.20.3mm/a，腐蚀严重的局部位置腐蚀率可高达0.78mm/a【2】。储油罐底部腐蚀已成为影响储罐安全运行的主要因素，储罐50%的泄漏事故是由腐蚀所引发的。3 储罐底板内表面的腐蚀机理储油罐底板内表面的腐蚀主要特征是电化学腐蚀，由于油品储存、输转期间所携带的水分及由气相水蒸气的凝结水下沉的水分都沉积在

5、油罐底部，这部分含油污水矿化度很高，含cl-以及大量的硫酸盐还原菌，油罐底板与这些具有腐蚀性的溶液相互接触，使得油罐底部遭受很强的腐蚀，从而在罐内底部某些位置上就会发生原电池腐蚀、硫酸盐还原菌的腐蚀、坑点腐蚀、冲刷腐蚀等多种形式的腐蚀现象，随着时间的推移，腐蚀速度逐渐加快。3.1 原电池腐蚀由于储罐底部钢板表面局部可能有气孔和夹渣，或表面粗糙或受外力的碰撞导致金属表面产生划痕等硬伤的影响，使储罐底板内表面局部的防腐层脱落而露出金属表面。储油罐投用后，内底板因长时间浸泡在酸和盐的水溶液环境中，该水溶液作为电解质溶液，与那些局部裸露的金属相互作用，形成一个个小型的腐蚀原电池，使金属氧化，发生阳极溶

6、解反应，造成腐蚀。3.2 硫酸盐还原菌的腐蚀硫酸盐还原菌和其他细菌的腐蚀也是电化学腐蚀【4】，由于储油罐底部的无氧给这类腐蚀创造了条件，其环境适合硫酸盐还原菌的生长，引起了针状或线状的细菌腐蚀，只是它与普通电化学腐蚀有些区别。例如：在缺氧的条件下，硫酸根与氢原子的作用，使硫酸盐还原生成硫化物：4fe+so42-+4h2ofes+3fe（oh）2+2oh-3.3 坑点腐蚀坑点腐蚀主要是在储罐罐底防腐层未完全脱落的凹陷区域，这些区域最容易被沉积水所浸泡，而油罐的脱水口又离罐底有一定的距离，且该区域钢板表面已存在微小缝隙，這些长期被浸泡且防腐层有缺陷的部位就很容易产生微小的坑点腐蚀。由于防腐层的阻隔

7、，蚀坑内的反应物不断的累积，浓度上升，ph值下降，酸性增强，坑内正电荷过剩，微观局部酸化，所以具有更强的腐蚀性【5】，从而加速腐蚀。这样的点蚀坑一旦形成，由于腐蚀集中在某些点上，阳极面积很小，这样就形成了“小阳极大阴极”的局面，使点蚀速率不断加快，并很快发生穿孔。坑内阳极反应：fefe2+2e（溶解）坑外阴极反应：1/2o2+h2o+2e2oh-因为蚀坑上面有防腐层的隔断，罐底水溶液中的其他腐蚀因素对蚀坑没有腐蚀作用，所以蚀坑上面的防腐层出现鼓起气包的现象。3.4 冲刷腐蚀在原油处理过程中，液相中携带有大量的地层油砂，且液相在罐进口处产生流速较大的涡流，造成在收发油作业过程中，高速液体直接以紊流状态冲刷下部罐底，油砂击损金属表面的防腐层，进而磨损钢板，同时为电化学腐蚀提供了条件。由于油罐收发作业频繁及罐底因油砂冲刷防腐层破坏较大等原因，加速了罐底的腐蚀。此外，底板焊缝处焊接应力集中及焊接质量不过关等问题，造成了焊接处腐蚀加剧。磨平不到位或制造时存在焊接缺陷，则在沿焊缝长度方向或附近母材上会发生腐蚀，形成有一定深度和宽度的槽。4 对工艺过程优化的建议1）强化生产运行措施，严格遵守储油罐技术操作规程，平稳控制储油罐运行液位，减少和避免低液位运行;同时加强运行管理，油料应以较低速度进行，避免快速开启进罐阀门或者较高压力油料直接进罐。2）对集输生产流程进行工艺改造