油罐腐蚀概况|工业腐蚀与防护

王巍

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[复制链接] 只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2017-05-04

油罐腐蚀概况

随着石油化工的迅速发展，各厂建立了很多大型储油罐。据“全国油罐防腐蚀会议”资料介绍，我国石化系统各类型储油罐近5000多座。一般设计使用寿命为20年。但由于其储存的油品往往含有有机酸、无机盐、硫化物及微生物等杂质，会对钢铁造成腐蚀，所以油罐往往会因此缩短使用寿命5年左右，有的严重者使用一年左右就报废了。这种腐蚀穿孔现象不仅使油品泄漏，造成能源浪费以及污染、火灾、爆炸等危险的发生，而且由于腐蚀会引起油品的胶质、酸碱度、盐分增加，影响油品的使用性。所以对油罐的腐蚀机理及防护方法进行研究是很有必要的。
1 油罐腐蚀的种类
① 化学腐蚀。主要发生在干燥的罐体外壁，一般腐蚀较轻。
② 浓差腐蚀。主要发生在油罐内壁液面以下，是由于氧的浓差引起的。
③ 原电池腐蚀（即电化学腐蚀）。电化学腐蚀是油罐内壁最主要、最严重、危害最大的一种腐蚀，主要发生在罐底、罐壁和罐顶。电化学腐蚀的阴极区和阳极区是由于材料的热应力、机械应力、不同金属的相互接触以及金属材料本身的不均匀性（如成分、组织、表面状态和腐蚀产物沉积）等原因造成电极电位差别而形成的，而油品中含有水、氧化物、硫酸钠和钙镁铁盐及盐酸、硫酸、氢硫酸等，是造成电化学腐蚀的主要原因。
④硫酸盐还原菌及其他细菌引起的腐蚀。主要发生在罐底。
⑤ 摩擦腐蚀。主要发生在浮顶罐的浮动伸缩部位。
2、各种油罐的腐蚀情况
一般重质油罐较轻质油罐腐蚀轻一些，地面油罐较地下油罐腐蚀轻一些。地下地下油罐装轻质油品，受油品杂质和地下水的腐蚀穿孔，个别孔径达10～20mm。
重质油罐如原油罐、污油罐、润滑油罐底部腐蚀严重，其次是水油界面部位的腐蚀，油、汽界面的腐蚀也较重，汽面顶部腐蚀较轻。对于原油罐，腐蚀的主要原因原油中含有环烷酸、无机盐、硫化物以及微生物等，能对钢铁造成腐蚀。腐蚀最严重的部位是罐底水相部分，原因是罐底原油析水中含有大量的渗透性很高的无机盐，一些盐可水解产生酸性成分，首先引起均匀腐蚀和焊缝区的腐蚀；其次，由于腐蚀产物的存在和水中盐分的作用，造成电化学腐蚀；另外罐底的无氧条件很适合硫酸盐还原菌的生长，可引起严重的针状或丝状的细菌腐蚀，原油罐底部的加热管也因此腐蚀较重。有资料介绍，腐蚀严重的原油罐，仅3～4年罐底和加热管就腐蚀穿孔破坏，其腐蚀特征是产生斑点、坑蚀，最大穿孔直径可达15mm，最深4～5mm，腐蚀速度一般为0.4～0.8mm/a,最大可达2mm/a。
轻质油罐如汽油罐、煤油罐、石脑油罐、柴油罐等的腐蚀情况随介质而异。汽油中的四乙基铅、煤油中的硫化物和抗静电添加剂等对碳钢都有腐蚀作用。汽油罐顶部和汽液面腐蚀严重，而在这些部位煤油引起的腐蚀次之，柴油引起的腐蚀则较轻；石脑油的含硫量、含盐量、含氯量比较高，可形成HCl-H₂S-H₂O系统腐蚀。
无论是轻质油罐，还是重质油罐，其顶部腐蚀的主要原因都是由于水蒸汽、空气中的氧及油品中的挥发性硫化氢造成的电化学腐蚀；而罐壁汽液交替部位的腐蚀主要是由于氧的浓差电池引起的；氧浓度高的部位为阴极，氧浓度低的部位为阳极；罐底腐蚀主要是由油析水造成的腐蚀，这也是油罐腐蚀最严重的部位。油析水的理化指标如下：

温度	5～40℃	SO²₄^－	0.065%～0.2%
PH值	2～8	Na⁺	0.2%～0.25%
Cl^-	0.2%～2%	Fe²⁺ Fe³⁺	0.0035%～0.012%

碳钢材质在不同油品油罐中的腐蚀速度如下表所示：

碳钢材质在不同油品油罐中的腐蚀速度（mm/a）

相位	原油罐	汽油罐	柴油罐	蜡油罐	石脑油罐	渣油罐	污油罐	航煤罐
气相油相水相	0.06 0.05 0.30	0.25 0.35 -	0.29 0.20 0.14	0.03 1.00 0.07	- 0.12-0.30	0.34 0.30 1.00	0.34 0.30 1.00	0.16 0.05 0.30

注：表中数据为全国油罐腐蚀与防护会议资料金陵炼油厂的数据
油罐的外壁腐蚀主要有三种：罐外底部焊缝腐蚀，含盐地下电化学腐蚀，杂散电流的腐蚀。某些油罐外保温时采用珍珠岩或矿渣棉等保温材料，它们含有大量的可溶性碱性盐，因长期雨水的渗入可造成碱性物质对钢铁的腐蚀，年腐蚀速度可达0.8mm/a以上。

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zouwenxiao

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2017-10-20

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只看该作者沙发发表于: 2017-10-02

zouwenxiao

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