張情情，張興可，張渴建，張?jiān)苿?，鄧朝?/p>

（1.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西 西安 710065；2.河南油田分公司第二采油廠，河南 南陽(yáng) 473132）

原油儲(chǔ)罐腐燭機(jī)理分析與防腐蝕技術(shù)探討

張情情1，張興可2，張渴建2，張?jiān)苿?，鄧朝敏2

（1.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西 西安 710065；2.河南油田分公司第二采油廠，河南 南陽(yáng) 473132）

目前原油儲(chǔ)罐腐蝕問(wèn)題己經(jīng)成為石化行業(yè)最困擾的問(wèn)題之一，其中儲(chǔ)罐內(nèi)底板的腐蝕占整個(gè)儲(chǔ)罐各部位腐蝕比重最大。導(dǎo)致內(nèi)底板腐蝕問(wèn)題的并非是原油，因?yàn)樵捅旧聿⒉痪哂袕?qiáng)烈的腐蝕性。腐蝕問(wèn)題主要是由沉積水導(dǎo)致。沉積水的成分非常復(fù)雜，且腐蝕性較強(qiáng)。本論文針對(duì)腐蝕性的沉積水中各種離子成分，進(jìn)行了全面系統(tǒng)腐蝕機(jī)理分析，并且研究了儲(chǔ)罐內(nèi)底扳涂層的防腐蝕技術(shù)。

原油儲(chǔ)耀；內(nèi)底板腐燭；沉積水；涂層防腐燭

1 原油儲(chǔ)罐內(nèi)底板腐燭現(xiàn)狀

儲(chǔ)罐所儲(chǔ)存油品中因?yàn)楹琀2S、有機(jī)和無(wú)機(jī)鹽，以及水等復(fù)雜的腐燭性化學(xué)介質(zhì)，同時(shí)罐外壁多種環(huán)境因素的存在，油罐正常工作壽命會(huì)縮短至5年。腐燭嚴(yán)重的情況，一年左右油罐就己腐燭穿孔。在非檢修期間造成的腐燭穿孔則會(huì)引發(fā)更嚴(yán)重?fù)p失。

2 原油儲(chǔ)罐內(nèi)底板腐燭的原因

2.1 罐底沉積水

罐底的沉積水是原油儲(chǔ)罐內(nèi)底板的腐蝕根源。冷凝水、雨水和采油的回注水是沉積水的主要來(lái)源。由于不同地區(qū)、不同作業(yè)點(diǎn)的原油品種、原油開(kāi)采時(shí)間以及回注水處理工藝差別較大，導(dǎo)致沉積水的成分差異較大。沉積水腐燭性受到以下因素的影響：pH值、cr、硫化物含量、礦化度等。沉積水中氫離子的濃度決定了 pH值。當(dāng)pH值維持在7左右時(shí)，腐燭速率受到氫離子濃度變化的影響不大；沉積水中Ca2+、Mg2+高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致礦化度高，一方面會(huì)有利于沉積結(jié)塘，抑制氧的擴(kuò)散，致使氧濃差電池腐燭的形成，同時(shí)會(huì)增強(qiáng)沉積水的電導(dǎo)率，促使電子的遷移，從而加速腐燭反應(yīng)；cr極化度值較高，屬于強(qiáng)烈的腐燭催化劑，能夠加速腐燭發(fā)生。

2.2 H2S、CO2、O2影響

由于空氣中的CO2、O2很難擴(kuò)散到儲(chǔ)罐內(nèi)底板上的沉積水層中，因而在罐底部它們的含量較小，但不能說(shuō)罐底部是完全的厭氧環(huán)境。因?yàn)樵驮诔鲇秃透队瓦^(guò)程中會(huì)帶入一定的空氣，所以在研究中這項(xiàng)因素也不可忽略。

2.3 硫酸鹽還原菌

由于原油儲(chǔ)罐底部環(huán)境是密閉的，處于低氧環(huán)境，這是硫酸鹽還原菌（SRB）適宜的生存條件。硫酸鹽還原菌在成長(zhǎng)、繁殖生命期中會(huì)產(chǎn)生腐蝕性產(chǎn)物：酸、堿、硫化物和其他有害離子，促使本身無(wú)害的環(huán)境變得具有腐燭性，加速油耀底部鋼板的腐燭，縮短了儲(chǔ)罐的正常工作壽命，且會(huì)帶來(lái)不利的影響及安全隱患。

2.4 其他因素

原油儲(chǔ)罐需要經(jīng)常進(jìn)行進(jìn)油和出油操作，使得罐中的油和水發(fā)生大幅的流動(dòng)，導(dǎo)致罐底流體紊流形成，所以會(huì)導(dǎo)致鋼板起伏波動(dòng)，使得鋼板表面的涂料受到大幅度的磨損和燒彎，加速腐燭的形成。力學(xué)因素，浮頂儲(chǔ)罐設(shè)置有內(nèi)浮盤，并浮于油液面之上，以減少液相的蒸發(fā)。需要安裝支柱在內(nèi)浮盤的底部，使得在油罐放空時(shí)，可以支撐住內(nèi)浮盤，使其與鍵內(nèi)底板保持一定的高度距離，因此機(jī)理分析時(shí)則不可避免的要考慮力學(xué)因素和相關(guān)化學(xué)因素。研究學(xué)家認(rèn)為原油以及煉化產(chǎn)品油罐表面形成油性和蠟質(zhì)性的膜，這種膜在一定程度可以防止碳鋼的腐燭。但是，在油罐清洗過(guò)程中，如果直接利用水沖洗，一些區(qū)域的膜會(huì)被破壞。而別的區(qū)域的膜，由于結(jié)構(gòu)因素，或是離水管口遠(yuǎn)，而未被破壞，并保存下來(lái)，易形成氧濃差腐燭反應(yīng)。。

3 國(guó)內(nèi)外耀內(nèi)底板腐蝕防護(hù)措施

（1）我國(guó)儲(chǔ)罐用鋼的基本要求和使用范圍己在規(guī)范《石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范SH 3046-92》給出。選材主要考慮的性能指標(biāo)有：強(qiáng)度；沖擊銅性；焊接性能；熱處理性能。然而在罐壁與罐底的角縫處，因該處應(yīng)力值大，高強(qiáng)度鋼對(duì)于硫化物易形成應(yīng)力腐燭裂紋。

（2）涂料保護(hù)。遼河化工廠應(yīng)用TA106特種氰凝防水防腐涂料涂覆在罐底內(nèi)部，取得了較好的防護(hù)效果，并推薦使用該種涂料。目前國(guó)內(nèi)石化行業(yè)廣泛使用的是一種屬于防靜電的環(huán)氧樹(shù)脂類涂料，型號(hào)為G4-921漆，該涂料具有耐化學(xué)介質(zhì)腐燭、附著力強(qiáng)等特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，能夠較好符合儲(chǔ)罐防腐燭要求，延長(zhǎng)了儲(chǔ)罐的正常工作壽命。

（3）陰極保護(hù)。一方面對(duì)于大面積基體金屬，單獨(dú)使用涂層能夠起到一定的保護(hù)作用，然而涂層一旦存在缺陷，該部位的金屬不但不能得到保護(hù)，還容易形成大陰極小陽(yáng)極，促使破損處的腐燭。因此，單獨(dú)使用涂層防腐，效果并不理想的。另一方面如果單獨(dú)使用陰極保護(hù)，則耗電量太大，也不經(jīng)濟(jì)。原油儲(chǔ)罐內(nèi)底板采用涂層和陰極保護(hù)的聯(lián)合保護(hù)方法，針對(duì)防腐燭層缺陷等處暴露金屬表面上進(jìn)行集中的陰極保護(hù)，目前是最經(jīng)濟(jì)、最佳的保護(hù)形式。

原油儲(chǔ)罐防腐蝕技術(shù)的要求也隨之須加以完善、提高。原油儲(chǔ)罐的腐蝕機(jī)理已得到較充分的掌握，原油儲(chǔ)罐的防腐蝕技術(shù)及缺陷檢測(cè)技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但怎樣能保證原油儲(chǔ)罐這種大型設(shè)備“安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)”的運(yùn)行，給社會(huì)帶來(lái)福利，怎樣開(kāi)發(fā)應(yīng)用新型經(jīng)濟(jì)可靠的原油儲(chǔ)罐防腐蝕技術(shù)、材料依然是擺在我們面前的課題。環(huán)氧涂層墊板應(yīng)用于浮頂原油儲(chǔ)罐立柱下內(nèi)底板的墊板的防腐蝕是基于科學(xué)研究的結(jié)果，防腐蝕性能上有較好效果。

［1］ 曹華珍. 原油儲(chǔ)罐內(nèi)底板腐蝕機(jī)理研究和防護(hù)措施［D］. 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，5.

Crude oil storage tank corrosion mechanism analysis and Discussion on anti-corrosion technology

TE988

1009-797X （2015） 20-0078-02

A DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.20.017

張情情（1991-），西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院在讀研究生，研究方向?yàn)橛蜌馓镩_(kāi)發(fā)。

2015-09-15