張情情，張興可，張渴建，張云剛，鄧朝敏

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

原油儲罐腐燭機理分析與防腐蝕技術(shù)探討

張情情1，張興可2，張渴建2，張云剛2，鄧朝敏2

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

目前原油儲罐腐蝕問題己經(jīng)成為石化行業(yè)最困擾的問題之一，其中儲罐內(nèi)底板的腐蝕占整個儲罐各部位腐蝕比重最大。導致內(nèi)底板腐蝕問題的并非是原油，因為原油本身并不具有強烈的腐蝕性。腐蝕問題主要是由沉積水導致。沉積水的成分非常復雜，且腐蝕性較強。本論文針對腐蝕性的沉積水中各種離子成分，進行了全面系統(tǒng)腐蝕機理分析，并且研究了儲罐內(nèi)底扳涂層的防腐蝕技術(shù)。

原油儲耀；內(nèi)底板腐燭；沉積水；涂層防腐燭

1 原油儲罐內(nèi)底板腐燭現(xiàn)狀

儲罐所儲存油品中因為含H2S、有機和無機鹽，以及水等復雜的腐燭性化學介質(zhì)，同時罐外壁多種環(huán)境因素的存在，油罐正常工作壽命會縮短至5年。腐燭嚴重的情況，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引發(fā)更嚴重損失。

2 原油儲罐內(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源。由于不同地區(qū)、不同作業(yè)點的原油品種、原油開采時間以及回注水處理工藝差別較大，導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pH值維持在7左右時，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，會導致礦化度高，一方面會有利于沉積結(jié)塘，抑制氧的擴散，致使氧濃差電池腐燭的形成，同時會增強沉積水的電導率，促使電子的遷移，從而加速腐燭反應；cr極化度值較高，屬于強烈的腐燭催化劑，能夠加速腐燭發(fā)生。

2.2 H2S、CO2、O2影響

由于空氣中的CO2、O2很難擴散到儲罐內(nèi)底板上的沉積水層中，因而在罐底部它們的含量較小，但不能說罐底部是完全的厭氧環(huán)境。因為原油在出油和付油過程中會帶入一定的空氣，所以在研究中這項因素也不可忽略。

2.3 硫酸鹽還原菌

由于原油儲罐底部環(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、繁殖生命期中會產(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，縮短了儲罐的正常工作壽命，且會帶來不利的影響及安全隱患。

2.4 其他因素

原油儲罐需要經(jīng)常進行進油和出油操作，使得罐中的油和水發(fā)生大幅的流動，導致罐底流體紊流形成，所以會導致鋼板起伏波動，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。力學因素，浮頂儲罐設置有內(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，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，因此機理分析時則不可避免的要考慮力學因素和相關(guān)化學因素。研究學家認為原油以及煉化產(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，在油罐清洗過程中，如果直接利用水沖洗，一些區(qū)域的膜會被破壞。而別的區(qū)域的膜，由于結(jié)構(gòu)因素，或是離水管口遠，而未被破壞，并保存下來，易形成氧濃差腐燭反應。。

3 國內(nèi)外耀內(nèi)底板腐蝕防護措施

（1）我國儲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罐設計規(guī)范SH 3046-92》給出。選材主要考慮的性能指標有：強度；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，因該處應力值大，高強度鋼對于硫化物易形成應力腐燭裂紋。

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

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

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

［1］ 曹華珍. 原油儲罐內(nèi)底板腐蝕機理研究和防護措施［D］. 浙江工業(yè)大學學報，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-），西安石油大學石油工程學院在讀研究生，研究方向為油氣田開發(fā)。

2015-09-15