关于油田储油罐的防腐措施探讨

关于油田储油罐的防腐措施探讨

任小龙

任小龙（中石化管道储运公司聊城输油处山东聊城252000）

摘要：随着我国石油工业的迅猛发展，石油储罐大量增加，容量也越来越大，其防腐蚀问题亦日益突出，穿孔漏油事故不断发生。为了延长油罐的使用寿命，做好油罐的防腐工作，首先要调查油罐的腐蚀规律。

关键词：储油罐；防腐；措施

随着国内含硫油田的开发，原油平均含硫量逐年增高。原油中硫量的增高，对原油炼制、储备和管线等设备的腐蚀日趋严重。近年来，国内外发生了多起含硫油品储油罐火灾和爆炸事故，造成了企业巨大的经济损，严重威胁着职工的生命安全。事故发生的原因主要是油罐中硫腐蚀产物硫化亚铁自燃所致。

某油田含硫井比率相对较高。储油罐是试油现场的重要设备，它储存的介质主要为原油或污水。在原油开发生产过程中，设备设施需要长期运行，而这些设备几乎没有完整的技术档案、使用记录及检修记录，致使储油罐处于不安全的在役状态；再加上管理不善；维护不及时、设备老化等问题，硫化亚铁导致的安全隐患不断显现，原油的在工艺流程中含硫量的存在而引发的安全生产事故逐年增加，特别是硫化亚铁对使用的储油罐产生的硫腐蚀，因自燃氧化引起的火灾和爆炸等事故较为严重。如何处理和防范硫化亚铁自燃现象引发的的安全事故应引起高度重视。

一、金属的腐蚀形态金属腐蚀按照腐蚀形态的不同可分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类。腐蚀发生在金属的整个表面成为全面腐蚀；如果腐蚀只集中发生在金属表面局部特定部位，其余大部分几乎不腐蚀，这种类型的腐蚀称之为局部腐蚀。局部腐蚀又可分为点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳及磨损腐蚀等。金属的全面腐蚀与局部腐蚀有着各自的特点。

二、原油中硫的形态及分布原油中的硫可分为活性硫和非活性硫，其中能够与金属直接发生化学反应而导致设备腐蚀的称为活性硫，如单质硫、硫化氢和低分子硫醇等；其余与金属不发生化学反应的硫称为非活性硫。

原油中硫主要以硫化氢、单质硫、硫醇、硫醚、二硫化碳、噻吩硫以及分子量大、结构复杂的含硫化合物等形态存在。不同形态的硫分布在不同的沸点馏分中。研究表明，沸点为50~250℃的馏分中主要分布硫醇和硫化氢；沸点为100~250℃的馏分中主要分布单质硫和二硫化物；沸点高于200℃的馏分中主要分布硫醚类和噻吩类硫化物。

三、试油储油罐腐蚀影响因素分析1.电化学腐蚀影响电化学腐蚀是试油储油罐腐蚀的主要原因，是由于腐蚀介质直接与钢板接触。防腐层脱落或缝隙、钢板外露等部位最容易发生电化学腐蚀，这些部位多数集中在油砂冲刷频繁导致防腐层破坏的罐底及罐壁。电化学腐蚀的原理是钢板中的Fe元素电极电位与腐蚀介质电极电位存在高低差距，发生电化学反应。

2.环烷酸的影响环烷酸是石油中的含饱和环状结构的有机酸的总称。环烷酸在石油中的总酸含量占95%，存在于210-420℃石油馏分中。环烷酸对金属的腐蚀性受温度影响明显，当温度很低时，其腐蚀性不容易被觉察；当温度超过220℃，其腐蚀性呈现逐渐增强的趋势；当温度达到270~280℃（环烷酸沸点）时，其腐蚀性达到峰值；当超过环烷酸沸点后，其腐蚀性有所下降；而温度达到350℃时，其腐蚀性又重新加剧；温度达到400℃以上时，腐蚀过程进展缓慢，趋于停止。此时原油中环烷酸已基本气化完毕。

3.空气流量的影响空气流量影响着氧气分子与硫化亚铁分子的接触机会。当硫化亚铁颗粒表面暴露在空气中，空气流量增加改善了供氧条件，使原油中的硫化亚铁的空隙率增大，为硫化亚铁与氧分子的充分反应提供了条件，反应速度大幅提高。而当硫化亚铁颗粒表面被油膜包裹时，油膜阻碍了氧分子与硫化亚铁颗粒的接触，从而抑制了硫化亚铁的氧化反应。这一认识可以解释：一般在储罐浮盘边缘与罐壁之间的空隙处易发生由硫化亚铁引起的着火，而被油面大部分覆盖的浮盘不易发生着火。

四、试油储油罐防腐技术

1.防护部位储油罐在使用过程中，由于设备不同部位所受环境因素影响不同以及所接触的介质不同，导致设备不同部位的腐蚀发生机理各不相同。按腐蚀部位不同油罐腐蚀可划分为外壁腐蚀、内壁腐蚀及埋地腐蚀三类，针对不同的腐蚀部位应采取更具针对性的防护措施。

(1)外壁腐蚀外壁腐蚀主要为大气腐蚀。主要是受阳光照射、雨水冲刷、风沙吹打等因素影响。对于油罐外壁的防腐通常采用涂料防腐。要求涂料适应周围的大气环境，能够抵抗阳光及气候的变化，具有良好的耐候性，对气温变化、空气中的干湿变化及风沙的吹打有很好的承受能力。

目前应用较多的防腐层有氯磺化聚乙烯、高氯化聚乙烯、锌铝金属覆盖层，高氯乙烯树脂等。

(2)油罐内壁防腐由于油罐内壁长期与水、油、气接触，因此内壁容易发生化学反应。针对内壁的腐蚀要求选用附着力强、耐水性好、耐油性强和防渗性能好的涂料或内镀层，还应考虑涂料抗温度变化的能力。国内外大都采用导静电防腐涂料，以促进油品静电荷的泄漏，提高涂料的防腐能力。

(3)油罐底部部分防腐油罐的底部与地面接触受土壤中水、空气、微生物等物质的作用下易发生底座的整体腐蚀。由于土壤条件下的腐蚀过程复杂，腐蚀强度大，大气中常用的涂漆层已不适用此情况下。油罐底部普遍使用焦油沥青覆盖层来达到防腐目的。为了进一步提高焦油沥青覆盖层的强度可采用以下两种方法，一是加入填料或用石棉、玻璃纤维等无机纤维缠绕加固；二是采用聚乙烯塑料带及环氧树脂喷涂方法等。

2.国内外储油罐主要防腐技术

(1)储油罐材质选择制作储油罐的材料一般宜选用含碳量小于2.11%和硫、磷含量低于0.03%的钢材，这样的钢材耐腐蚀性能更好，并且在腐蚀严重部位增加钢材的厚度,但不应超过钢板总厚度的20%。

(2)阴极保护目前，阴极保护法广泛应用于储油罐防腐，是比较成熟的防腐蚀技术之一。在储油罐表面喷洒防腐涂层时常会出现一些空白点，这些空白点会成为日后发生腐蚀关键部位，阴极保护的则可以补充罐底外部涂层之不足,抑制涂层空白点发生腐蚀，起到对设备的整体保护。

一般采用压制带状阳极在罐底环状布置和罐壁下部均匀分布作牺牲阳极。在储油罐实际使用过程中，将牺牲阳极阴极保护与喷洒涂料配合使用,将取得更好的保护效果。

(3)金属涂层保护金属涂层保护法是指通过喷洒特殊涂料在基体材料表面形成金属或合金饱和层来达到防腐目的。涂层可以是千分之几或百分之几毫米厚度的一层或多层金属、合金或化合物膜。这种涂层不仅为基体材料提供装饰性的外观，而且能够改变材料表面性能，使其具有抗高温氧化、耐腐蚀和耐磨损等能力，有效防止金属材料的腐蚀。施加金属涂层的主要方法有:电镀、化学镀、扩散(渗)镀、热浸镀、热喷涂等。

(4)加强设备的腐蚀监测监控加强储液罐的监测监控是预防储油罐着火、爆炸等事故发生的最有效和最直接的方法。通过监测监控可以实时了解设备运行状态与设备防腐效果。日本的一些大型炼油厂,在储油设备上安装了上万个腐蚀检测点,检测结果通过网络进入DCS数据集散控制处理系统,管理人员可实时掌握设备运行信息，可及时准确的做出应急措施。目前普遍认为：合适的防腐技术结合实时的腐蚀监测监控手段是保证储油罐安全运行的最有效方法。

5.结论介绍了国内外采用较多的储油罐材质选择、阴极保护、金属涂层保护等储油罐防腐技术，提出了防腐技术结合腐蚀监测是保证储油罐安全运行的最有效方法。

参考文献[1]韩文礼.储油罐腐蚀及其防护措施[J].石油工程建设，2010(05)[2]刘学超.储油罐腐蚀原因剖析及其规避策略[J].中国石油和化工标准与质量，2012（04）