原油储罐腐烛机理分析与防腐蚀技术探讨

张情情，张兴可，张渴建，张云刚，邓朝敏

（1.西安石油大学石油工程学院，陕西 西安 710065；2.河南油田分公司第二采油厂，河南 南阳 473132）

原油储罐腐烛机理分析与防腐蚀技术探讨

张情情1，张兴可2，张渴建2，张云刚2，邓朝敏2

（1.西安石油大学石油工程学院，陕西 西安 710065；2.河南油田分公司第二采油厂，河南 南阳 473132）

目前原油储罐腐蚀问题己经成为石化行业最困扰的问题之一，其中储罐内底板的腐蚀占整个储罐各部位腐蚀比重最大。导致内底板腐蚀问题的并非是原油，因为原油本身并不具有强烈的腐蚀性。腐蚀问题主要是由沉积水导致。沉积水的成分非常复杂，且腐蚀性较强。本论文针对腐蚀性的沉积水中各种离子成分，进行了全面系统腐蚀机理分析，并且研究了储罐内底扳涂层的防腐蚀技术。

原油储耀；内底板腐烛；沉积水；涂层防腐烛

1 原油储罐内底板腐烛现状

储罐所储存油品中因为含H2S、有机和无机盐，以及水等复杂的腐烛性化学介质，同时罐外壁多种环境因素的存在，油罐正常工作寿命会缩短至5年。腐烛严重的情况，一年左右油罐就己腐烛穿孔。在非检修期间造成的腐烛穿孔则会引发更严重损失。

2 原油储罐内底板腐烛的原因

2.1 罐底沉积水

罐底的沉积水是原油储罐内底板的腐蚀根源。冷凝水、雨水和采油的回注水是沉积水的主要来源。由于不同地区、不同作业点的原油品种、原油开采时间以及回注水处理工艺差别较大，导致沉积水的成分差异较大。沉积水腐烛性受到以下因素的影响：pH值、cr、硫化物含量、矿化度等。沉积水中氢离子的浓度决定了 pH值。当pH值维持在7左右时，腐烛速率受到氢离子浓度变化的影响不大；沉积水中Ca2+、Mg2+高时，会导致矿化度高，一方面会有利于沉积结塘，抑制氧的扩散，致使氧浓差电池腐烛的形成，同时会增强沉积水的电导率，促使电子的迁移，从而加速腐烛反应；cr极化度值较高，属于强烈的腐烛催化剂，能够加速腐烛发生。

2.2 H2S、CO2、O2影响

由于空气中的CO2、O2很难扩散到储罐内底板上的沉积水层中，因而在罐底部它们的含量较小，但不能说罐底部是完全的厌氧环境。因为原油在出油和付油过程中会带入一定的空气，所以在研究中这项因素也不可忽略。

2.3 硫酸盐还原菌

由于原油储罐底部环境是密闭的，处于低氧环境，这是硫酸盐还原菌（SRB）适宜的生存条件。硫酸盐还原菌在成长、繁殖生命期中会产生腐蚀性产物：酸、碱、硫化物和其他有害离子，促使本身无害的环境变得具有腐烛性，加速油耀底部钢板的腐烛，缩短了储罐的正常工作寿命，且会带来不利的影响及安全隐患。

2.4 其他因素

原油储罐需要经常进行进油和出油操作，使得罐中的油和水发生大幅的流动，导致罐底流体紊流形成，所以会导致钢板起伏波动，使得钢板表面的涂料受到大幅度的磨损和烧弯，加速腐烛的形成。力学因素，浮顶储罐设置有内浮盘，并浮于油液面之上，以减少液相的蒸发。需要安装支柱在内浮盘的底部，使得在油罐放空时，可以支撑住内浮盘，使其与键内底板保持一定的高度距离，因此机理分析时则不可避免的要考虑力学因素和相关化学因素。研究学家认为原油以及炼化产品油罐表面形成油性和蜡质性的膜，这种膜在一定程度可以防止碳钢的腐烛。但是，在油罐清洗过程中，如果直接利用水冲洗，一些区域的膜会被破坏。而别的区域的膜，由于结构因素，或是离水管口远，而未被破坏，并保存下来，易形成氧浓差腐烛反应。。

3 国内外耀内底板腐蚀防护措施

（1）我国储罐用钢的基本要求和使用范围己在规范《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范SH 3046-92》给出。选材主要考虑的性能指标有：强度；冲击铜性；焊接性能；热处理性能。然而在罐壁与罐底的角缝处，因该处应力值大，高强度钢对于硫化物易形成应力腐烛裂纹。

（2）涂料保护。辽河化工厂应用TA106特种氰凝防水防腐涂料涂覆在罐底内部，取得了较好的防护效果，并推荐使用该种涂料。目前国内石化行业广泛使用的是一种属于防静电的环氧树脂类涂料，型号为G4-921漆，该涂料具有耐化学介质腐烛、附着力强等特点。在实际应用中，能够较好符合储罐防腐烛要求，延长了储罐的正常工作寿命。

（3）阴极保护。一方面对于大面积基体金属，单独使用涂层能够起到一定的保护作用，然而涂层一旦存在缺陷，该部位的金属不但不能得到保护，还容易形成大阴极小阳极，促使破损处的腐烛。因此，单独使用涂层防腐，效果并不理想的。另一方面如果单独使用阴极保护，则耗电量太大，也不经济。原油储罐内底板采用涂层和阴极保护的联合保护方法，针对防腐烛层缺陷等处暴露金属表面上进行集中的阴极保护，目前是最经济、最佳的保护形式。

原油储罐防腐蚀技术的要求也随之须加以完善、提高。原油储罐的腐蚀机理已得到较充分的掌握，原油储罐的防腐蚀技术及缺陷检测技术也有了长足的发展。但怎样能保证原油储罐这种大型设备“安稳长满优”的运行，给社会带来福利，怎样开发应用新型经济可靠的原油储罐防腐蚀技术、材料依然是摆在我们面前的课题。环氧涂层垫板应用于浮顶原油储罐立柱下内底板的垫板的防腐蚀是基于科学研究的结果，防腐蚀性能上有较好效果。

［1］ 曹华珍. 原油储罐内底板腐蚀机理研究和防护措施［D］. 浙江工业大学学报，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

张情情（1991-），西安石油大学石油工程学院在读研究生，研究方向为油气田开发。

2015-09-15