原油储罐的腐蚀机理及防腐措施
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原油储罐腐蚀机理及防腐对策研究陈菲1 胡俊2摘要:油储罐属于存储石油的主要工具,其一旦渗漏会带来环境污染等问题,同时可能造成火灾。
在原油储罐中,不同位置的腐蚀现象都具有各自不同的腐蚀机理。
通过对这些位置腐蚀机理进行分析,可以找出发生腐蚀的原因。
我们必须根据不同位置的腐蚀机理采取相应的防范对策,提高原油储罐腐蚀防范水平,减少因储罐腐蚀带来的经济损失,保证生产的安全进行。
基于此本文分析了原油储罐腐蚀机理及防腐对策。
关键词:原油储罐;腐蚀机理;防腐对策1、原油罐腐蚀特点在原油罐实际应用中,其主要腐蚀情况有:第一,外表腐蚀。
外表腐蚀是油罐应用中经常发生的问题类型,主要表现在边缘板附属位置。
具体表现,即均匀腐蚀减薄,且腐蚀产物将以“千层饼”的方式出现,在板边缘位置将可以看到明显的腐蚀缝隙。
当该情况发展到一定程度后,将逐渐向罐壁发展;第二,外浮顶支柱影响。
外浮顶也将对罐底造成严重的危害,该种情况的出现,主要原因有:首先,缺少涂层保护。
在储罐修建中,浮盘支柱位置将同浮板表面具有密切依靠关系,并使该位置不能够获得好的腐蚀处理。
其次,支柱将对底板形成明显的冲击作用,在储罐付油过程中,受到库存方面影响,则将出现油位低于起伏液位运行的情况,并因此使支柱对底板产生冲击;第三,油罐气相部位。
该位置腐蚀情况主要为化学腐蚀,且具有均匀的腐蚀特点。
该种情况的存在,主要是在油料当中所挥发的酸性气体HCl以及H2S将在油罐上凝结,在逐渐形成酸性溶液的情况下导致发生化学腐蚀问题;第四,储油部位。
在该位置,腐蚀情况产生的速率较低,通常情况下不会产生特殊危险。
而在液相以及气相交接位置,即干湿交接位置由于富含富氧、且环境较为潮湿,则更容易导致电化学腐蚀问题的发生;第五,罐底内表面。
该位置的主要腐蚀方式为点蚀。
问题存在的原因,即在罐底位置聚集较多酸性沉淀导致的,同时,在酸性水当中也具有数量较多的负氧离子,在形成电解质溶液的情况下形成化学腐蚀。
浅谈原油储罐腐蚀现状及防腐措施一、储罐腐蚀典型部位及机理分析1.原油储罐腐蚀典型部位原油储罐腐蚀主要集中发生在以下三个区域:(1) 罐顶; (2) 罐底内侧; (3) 罐底外侧。
2.罐顶包括罐顶外侧腐蚀、罐顶内侧腐蚀、上层罐壁腐蚀。
罐顶外侧腐蚀主要发生在罐顶焊缝部位。
罐顶内侧腐蚀集中在罐顶与罐壁结合部位。
上层罐壁腐蚀指罐内壁与气相空间相接触的部分,一般来说罐壁腐蚀速率稍低于罐顶内侧的腐蚀速率。
3.罐底内侧包括罐底板内侧腐蚀、罐底内侧角焊缝腐蚀、罐壁内侧下部腐蚀。
罐底板内侧腐蚀以点蚀为主,发生点蚀的部位。
一般来说,罐底变形、凹陷处、人孔附近都是最容易出现点蚀的部位。
罐底内侧角焊缝腐蚀一般表现为焊缝下边缘出现微小裂纹。
罐壁内侧腐蚀指罐壁内侧与底部沉积物或水相接触的部位,一般为均匀腐蚀。
4.罐底外侧罐底外侧腐蚀主要是罐底角焊缝处外侧壁板腐蚀,是指保温层内储罐壁板的腐蚀。
二、原油储罐腐蚀机理分析1.罐顶腐蚀罐顶外侧腐蚀主要是由于罐顶受力变形后,表面凹凸不平,凹陷处积水发生电化学腐蚀所致。
腐蚀呈连片的麻点,严重时可造成穿孔。
一般情况下,焊缝处因承受拉应力,失效破坏更加明显。
罐顶内侧腐蚀与油品的类型、温度、油气空间的大小有关,原因为油气空间因温差作用而存在结露,油品受热挥发后,其中的H2S ,CO2溶解于水膜,再加上氧的作用,形成电化学腐蚀。
腐蚀形态呈不均匀的全面腐蚀。
2.罐底内侧腐蚀罐底内侧的腐蚀主要是因为油品中含有一定比例的水、溶解氧和H2S ,CO2,Cl-等腐蚀性介质,并含有砂粒。
一般来说,罐底内侧的腐蚀多表现为局部腐蚀,且温度越高腐蚀速率越大。
一是硫化物、氯化物对罐底的腐蚀;二是溶解氧对罐底的腐蚀;三是罐底角焊缝的腐蚀:罐底与罐壁连接处的角焊缝分为内焊缝和外焊缝。
焊缝的腐蚀形态与邻近区域一致,但由于受力情况复杂,故罐底角焊缝处的腐蚀极易引起强度不足而失稳或焊缝的脆性开裂失效。
3.罐底外侧腐蚀罐底板外侧腐蚀机理为罐底宏电化学腐蚀和罐底微电化学腐蚀。
原油储罐的腐蚀机理分析及应对措施摘要:作为社会经济发展和综合国力衡量的重要因素,原油资源非常宝贵。
油罐是原油在油气采输系统中的主要容器,由于当前我国炼化企业加工的原油逐渐向重质化、劣质化、高含硫等不利方向发展,从而使原油油罐腐蚀问题进一步加重,造成石化安全生产隐患和石化企业经济损失。
本文通过分析原油油罐腐蚀形成的机理,探讨应采取的应对保护措施,以便提高原油储罐的防腐蚀水平。
关键词:原油储罐;腐蚀机理;应对措施由于原油内含有一些如硫化物、无机盐、有机酸、二氧化硫、氮化物、水分、氧等腐蚀性杂质,虽然这些杂质含量较少,但容易造成储罐腐蚀,目前绝大多数储罐损坏是由腐蚀引起的,如外腐蚀和内腐蚀。
随着我国原油消耗的日益加大,国产原油已不能满足自身市场的需要,需要进口外国原油。
随着中东原油质量的不断下降,高硫化、高酸、高含水量趋势越发严重,也加剧了原油储罐的腐蚀。
腐蚀容易使原油油罐使用寿命大打折扣,且腐蚀物质进入原油后容易在炼化后污染环境,降低成品油质量。
而一旦储油罐因腐蚀穿孔出现原油泄漏事件,不仅容易污染环境,还容易引起重大火灾或爆炸事故,造成严重的安全生产事件并影响人身财产安全。
1原油储罐腐蚀机理分析原油储罐一般使用寿命设计为20年,但因为各种原因加上防腐意识不强,原油储罐的使用寿命一般都达不到20年这个期限,研究表明在投入使用2-3年后,罐体都会出现不同程度的腐蚀,其中以油罐底部和顶部腐蚀最为严重,特别是油罐底板及底圈壁板的腐蚀速度是最快的,可以>0.15mm/年的速度发展,并出现大面积腐蚀麻坑,深度可达1-3mm。
1.1气相部位腐蚀机理油罐气相部位的腐蚀主要是电化学腐蚀,主要是该部位的原油挥发出H2S、HCI等酸性气体,或罐中原有或后期进入的水分、CO2、SO2等气体可凝结成酸性溶液凝聚在罐壁,从而发生化学腐蚀。
其中CO2可造成片状腐蚀、坑点腐蚀等局部腐蚀。
而硫腐蚀主要是以s元素、H2S为主,在无水状态下,原油的硫化氢对金属无腐蚀作用,但在有水气的情况下,H2S或S元素容易产生固态形式腐蚀产物,且腐蚀速度变快。
原油储罐内腐蚀机理与防护发布时间:2022-12-28T08:37:34.363Z 来源:《工程建设标准化》2022年第17期作者:赵亮[导读] 社会经济的发展,我国对石油资源的需求不断增加,原油储存工作也越来越受到重视赵亮国家管网集团联合管道有限责任公司西部分公司新疆阿拉山口 833418摘要:社会经济的发展,我国对石油资源的需求不断增加,原油储存工作也越来越受到重视。
大型原油储存工作规模逐步扩张,与此同时,整体原油储罐腐蚀问题的严重性得以凸显。
为保证大型原油储存设备的安全性、稳定性,业内人士必须针对其具体防护对策展开详细的分析。
以此优化大型原油储罐设备的防护工作结构,为储罐设备管理人员提供机械化、自动化的工作思路,本文首先分析原油储罐底板腐蚀,其次探讨储罐腐蚀机理,最后就储罐腐蚀防护措施进行研究,以供参考。
关键词:原油储罐;内腐蚀机理;点蚀;微生物腐蚀引言对储罐内不同部位腐蚀机理进行分析,进而有针对性地采取有效防护措施,可以有效排除安全隐患,提高站库运行安全系数。
由于储罐建造年代不同,防腐蚀方式和效果也不相同,加上储罐所处的环境也存在差异,需要对储罐的腐蚀情况进行深入研究,以便采取合适的防腐方式,降低储罐底板的腐蚀速率,延长大修周期,降低储罐运行成本。
1原油储罐底板腐蚀分析原油储罐底板腐蚀产生的主要原因是原油中的水沉积到石油下层,这部分水与罐底接触引起腐蚀,除了水以外原油中的一些沉积物随着时间的推移,会沉积到罐底的凹陷位置,让罐具备一定腐蚀条件。
罐底腐蚀需要具备一定条件,首先是各种金属离子的存在,固溶物和水中氧含量、所处环境温度等。
有科研机构调查发现,原油罐底部水呈现弱碱性,正是基于此种情况,会产生电化学腐蚀。
较为熟知的是氯化钠水溶液,具备电导率引起腐蚀性较强。
长期存放原油储罐,接收原油的次数较低,罐底部经过长时间氧化,将氧含量真正的消耗掉,低氧含量情况对于腐蚀效率会降低。
与之相反,原油储罐接收次数增多,会造成原油流动性增加,会造成氧含量明显的上升情况加剧罐体腐蚀。
50联合站原油储罐内防腐极其重要,原油储罐是存储和运输原油的关键设施,储罐通常由钢材制成,钢材容易受到腐蚀的影响。
采取合理防腐措施可以防止储罐壁在与原油接触时发生腐蚀,腐蚀可能导致钢结构的减弱和损坏,从而降低储罐的寿命和可靠性,腐蚀可以导致储罐壁的穿孔和裂缝,进而引发泄漏,泄漏会导致环境污染和安全风险,对生态系统和人类健康造成严重影响,防腐措施可以减少储罐发生故障的风险,降低火灾、爆炸等事故的可能性,保护工作人员和设施的安全[1]。
本次研究主要是对联合站内原油储罐内腐蚀的原因及防腐措施分别进行研究,为保障原油储罐的使用安全奠定基础。
1 原油储罐内腐蚀原因分析1.1 原油成分原油中常含有硫化氢和其他硫化物,硫化氢是一种强酸性气体,能与金属表面发生电化学反应,导致腐蚀,原油中可能含有水分,特别是在输送和存储过程中,由于温度和压力的变化,可能导致水分凝结,水分能够加速金属腐蚀的发生,特别是在油水界面处。
原油中含有氯化物也会加速金属腐蚀的过程,氯化物离子在一定条件下能够形成高度腐蚀性的物质,某些原油中可能含有酸性物质,如有机酸等,这些物质能够加速金属的腐蚀过程,原油中的氧气也是造成腐蚀的重要因素,氧气与金属发生氧化反应。
这些腐蚀性成分在原油储罐内与储罐壁的金属相互作用,引发电化学反应,从而导致金属腐蚀[2]。
1.2 油水界面在原油储罐内油水界面是腐蚀的高危区域,因为油水界面附近的条件常常促使电化学腐蚀反应的发生。
油水界面处的金属表面可能会受到湿润环境的影响,特别是当储罐内有水分存在时,湿润的环境有利于电化学腐蚀反应的发生,油和水具有不同的电化学性质,因此在油水界面附近可能会形成电化学差异,引发电池腐蚀,这种电化学差异可能导致金属表面的局部腐蚀[3]。
油水界面附近可能会发生一些特定的化学反应,产生酸性物质或其他腐蚀性物质,油水界面附近由于温度和压力的变化,可能形成腐蚀的电化学条件,例如在水蒸发的情况下,浓缩的盐类等腐蚀性物质可能会在油水界面处产生。
原油储罐的腐蚀与防护杨文瑛陈育坤王玉庚摘要:针对近年来炼厂南站油库原油罐腐蚀漏油事故的频繁发生,分析了造成原油罐腐蚀的原因和腐蚀机理;并提出了相应的防护措施,特别对油罐腐蚀严重的部位—油罐内底板应采用阴极保护的方法。
关键词:原油储罐腐蚀原因防护方法前言:原油储罐是炼厂南站油库的重要设备之一,其储存原油主要有吐哈、塔指和青西,而由于所储存的原油含水、无机盐、硫化氢、有机酸等腐蚀性化学物质,造成油罐的腐蚀比较严重,特别是罐底大面积腐蚀和清扫孔管线局部的腐蚀穿孔,造成了油品的泄漏,不但浪费能源,造成环境污染,而且易造成火灾和爆炸,因此,油罐的防腐对油罐的安全运行具有重要的意义。
1.原油储罐的腐蚀情况原油储罐由碳钢钢板焊接而成,其结构分为拱顶油罐、内浮顶油罐和外浮顶油罐,油罐容积规格有200m3、2000m3、5000m3、10000m3和20000m3几种,其腐蚀包括油罐内部的腐蚀和外部的腐蚀。
1.1原油罐的内壁腐蚀原油拱顶罐内壁腐蚀部位可分为罐底水相,储油部分、罐顶及罐壁上部的气相三部分,其分布如图1所示。
图1:原油罐示意图罐顶及罐壁上部的气相部位的腐蚀常见于顶盖四周,搭接焊部位、顶盖金属与顶盖承力部件之间的缝隙区。
顶盖承力部件的腐蚀程度是不一致的。
处于液面变化区的桁架部件腐蚀最为严重。
罐顶板腐蚀比较均匀,壁厚均匀减薄,部分地方可出现成块掉落现象。
油罐的储油部位腐蚀较轻,为均匀腐蚀,主要发生在油、水界面和气油界面处,通常是氧浓差电池腐蚀。
罐底及油罐下层圈板的腐蚀往往呈溃疡状,腐蚀坑点深浅不一,呈波纹状深入,个别地方出现穿孔。
吹扫孔附近的管线腐蚀受损特别严重,原因是高速运动的机械杂质对已遭受电化学腐蚀的金属又增加了一层机械损伤。
除了上述原因以外,更重要的一点是:当原油液面下降到浮盘高度以下时,浮盘的支柱直接与罐底接触,而部分支柱的胶皮套子已脱落,支柱下端腐蚀参差不齐,在与罐底接触时,由于浮盘的重量可直接损坏罐底的防腐漆,才造成以下腐蚀的机理。
原油储罐底板腐蚀原因分析及防护对策摘要:针对中国石化塔河炼化有限责任公司原油储罐底板腐蚀严重的问题,分析了产生腐蚀的原因,提出了罐底板采用涂料与牺牲阳极联合保护,支柱对应处底板增焊不锈钢板等防护措施。
关键词:原油;储罐;腐蚀;防护;涂料;牺牲阳极1前言中国石化塔河炼化有限责任公司(以下简称“塔河炼化公司”)现具有500万吨/年原油综合加工能力,加工塔河原油,该原油密度高、盐含量高、粘度大、沥青质含量高。
近年来,其性质进一步劣质化,密度接近0.96g/cm3、盐含量400-600mg/l、硫含量〉2%,由于原油性质属于高硫原油,使原油储罐等设备的腐蚀日趋严重,2016年10月1#装置大检修时已发生原油储罐底板因腐蚀导致开裂。
因此,搞清原油储罐底板的腐蚀机理,制订合理的防护措施,对于确保原油储罐安全长周期运行具有十分重要的意义。
2原油储罐底板腐蚀状况塔河炼化公司现有原油储罐7台,总容量18万立方米。
单台原油储罐的最大容量为50000m3,最小为10000m3,平均容量为25000m3。
在装置建成投产第一个运行周期内,塔河炼化公司原油储罐底板的腐蚀问题并不是很突出,防腐措施基本上采用单独涂料防腐,选用的涂料既有导静电的(如H99-1环氧导静电涂料),也有绝缘性的(如氰凝PA106涂料)。
随着含硫原油加工数量的不断增加,原油储罐底板的腐蚀呈现加剧趋势。
2016年10月1#装置大检修时已发生T106原油储罐底板因腐蚀导致开裂。
对于其它原油储罐,虽然没有因腐蚀穿孔而导致漏油的情况,但罐底板都存在较严重的腐蚀现象。
原油储罐底板的腐蚀特征基本一致,腐蚀最严重的部位集中在底板最外圈等沉积水较多的浮盘支柱下面,底板腐蚀穿孔基本发生在该部位(见图1),罐底板其它部位主要表现为坑蚀,钢板表面存在大小、深浅不一的腐蚀坑(见图2)。
图1 原油储罐底板腐蚀开裂图图2T106原油储罐底板表面坑蚀3腐蚀原因分析3.1罐底板坑蚀原因分析3.1.1原油沉积水的腐蚀。
原油储罐的腐蚀机理及防腐蚀措施分析摘要:加强原油储罐的腐蚀防护措施,选择合适的防腐技术方法,可以有效地提高原油储罐的使用寿命,减少原油储罐安全事故的发生率。
本文对原油储罐腐蚀的部位进行了分析,阐述了原油储罐发生腐蚀的机理,并会对原油储罐的内部腐蚀和外部腐蚀提出了具体的防护措施。
关键词:原油储罐;防腐;腐蚀原油储罐是炼油化工储存原油和中间产品的重要设备之一,对于原油管道运输业来讲,更是必不可少的设备。
腐蚀是炼油化工企业安全生产的重大隐患之一,严重影响着炼油化工企业的经济效益。
在内部腐蚀性介质的作用和外部环境的影响下,原油储罐腐蚀会相当严重,如果不能及时掌握原油储罐的腐蚀程度,采取必要的腐蚀防护措施,将会引起各种恶性安全事故的发生。
一、原油储罐腐蚀部位分析原油储罐很容易受到内部腐蚀介质和外界环境介质的腐蚀。
内部腐蚀为石油储罐内部存储原油介质、内部积水、以及储罐内部凝结水汽所导致的腐蚀影响,由于原油储罐内部接触的介质中含有腐蚀性物质,因此腐蚀程度比较严重。
原油储罐外部腐蚀为杂散电流干扰腐蚀、大气腐蚀以及保温层结垢吸水后的腐蚀等因素影响,外部腐蚀由于储罐与外界所处的环境不同,其腐蚀程度也不尽相同。
原油储罐的腐蚀严重的部位主要集中发生在罐顶、罐底内侧、罐底外侧等三个区域。
二、原油储罐腐蚀机理分析(1)原油储罐的内部腐蚀情况原油储罐内部腐蚀主要是由于原油中含有的硫化物、无机盐、环烷酸以及微生物等对钢材内表面造成的腐蚀。
罐底水相部分是腐蚀最严重的部位,腐蚀特征是产生坑蚀、斑点甚至穿孔。
1)气相部位腐蚀机理分析:主要以化学腐蚀为主,基本上为均匀腐蚀。
因为油料中挥发出的酸性气体H2S、HCI、外加通过呼吸气阀进入罐内的水分、空气等混合腐蚀气体在原油储罐内上部凝结成酸性溶液,以致发生化学腐蚀。
2)储油部位腐蚀机理分析:原油储罐内部储油部位腐蚀速率低,一般不会造成特殊危险。
但是在储油部位与气相和液相交界处,环境潮湿富氧,具备了电化学腐蚀的两个基本要素,交界处腐蚀相对比较严重。
原油罐内部腐蚀原因分析及解决方法摘要 :随着社会经济的发展,对于石油的使用逐渐增多。
原油罐是原油储存的重要场所,因为受到原油中物质以及外部环境因素的变化,存在着不同程度的腐蚀。
本文对于原油罐腐蚀原因进行分析,结合原油储存与运输实践,探讨原油罐内部腐蚀的解决方法。
储油罐的腐蚀问题是个老大难问题,油罐腐蚀部位多,原因复杂,罐内储存的油品中往往含有氢、硫化合物、有机和无机盐以及水分等腐蚀性化学物质,加上罐体外部受环境因素影响而产生腐蚀,油罐的寿命会大大缩短。
如果不能及时进行防腐处理,腐蚀加剧不仅造成设备损坏,导致储罐泄漏,而且影响到油库安全生产,造成设备效率降低,影响油品质量。
油品的跑、冒、漏、撒还将污染环境,危及人身安全,常常成为重大事故的导火索。
因此全面了解储油罐的腐蚀机理,对腐蚀原因进行分析,采取有效的防腐措施是非常有必要的。
油罐腐蚀根据部位可以分为:罐壁腐蚀、底板腐蚀、顶板腐蚀。
罐壁的内外两面、罐底板与罐顶板的上下两面都会发生腐蚀,只是腐蚀的程度与原因不同。
油罐的罐体外壁容易发生化学腐蚀,油罐内部则容易发生其余几种形式的腐蚀。
由于氧在轻油中的溶解度很高,一部分溶解氧可以进入罐底水中,所以罐底还存在轻度的电池微腐蚀和氧浓差电池腐蚀,油罐的具体腐蚀情况也随腐蚀介质的不同而有差异。
由于原油介质含有硫化物等腐蚀性物质,运行时间较长的油罐内部都受到不同程度的腐蚀,尤其是罐底板。
一、因为盘管内部的液面不断波从,从而导致电化学腐蚀加速,圈梁的隔阻,加热盘管是阴极保护的盲区,加热时原油释放的硫化氢会加速盘管腐蚀,而水在缝隙中的滞留,会造成缝隙腐蚀。
二、原油罐防腐对策原油罐每部腐蚀具有多样性、隐蔽性与快速性,一旦因为腐蚀造成穿孔,会造成很大的危害。
为了保障原油罐的使用寿命与使用效率,针对原油罐的腐蚀原因进行预防与处理。
1.罐顶以及罐壁防护措施根据大气腐蚀机制,其实质属于电化学腐蚀范畴,腐蚀是通过冷凝水膜,在有害气体如SO 2 、CO 2 、H 2 S、O 2 等的作用下,形成腐蚀原电池。
储油罐的腐蚀机理分析和保护措施摘要:当前我国油品的储油量在持续增长中,随之对于储油罐的需求也越来越大。
储油罐作为石油行业中重要的载体,其安全问题相当重要,但石油自身的特性就是具有一定的腐蚀性,容易造成储油罐的内外壁出现不同程度的腐蚀现象。
为了改善腐蚀现象,需要针对储油罐的腐蚀问题开展相应的防腐蚀施工,不断提高防腐蚀施工的质量,延长储油罐的使用寿命。
本文主要论述储油罐的腐蚀机理分析和保护措施,仅供参考。
关键词:储油罐;腐蚀机理;保护措施引言在石油行业以及化工行业当中,大型原油储罐得到了广泛应用,其防腐设计直接影响着储油罐的防腐能力,这对油品输送、储存以及安全运行至关重要,因此,储油罐需要进行防腐设计,并且对设计方案进行不断的优化,尽可能降低腐蚀,穿孔发生概率,延长储油罐的使用寿命。
1储罐各区域腐蚀机理研究1.1混凝土基座断裂造成罐底腐蚀储油罐基础的不均匀沉降和基础层出现裂缝是罐底腐蚀的主要原因,主要受以下几方面影响:(1)罐底板下沥青砂的老化;(2)储罐高低液位长时间转换运行;(3)承包商未按照计划书标准施工,材料和施工过程不合格;(4)土壤不均质性。
基础层一旦出现裂缝,雨水和大气侵入,同时底座下方也会有水、氧气、盐离子等通过缝隙聚集在储罐底板表面,形成腐蚀的初步条件。
1.2罐内部腐蚀机理研究储油罐内部腐蚀主要分为两部分:罐底水相部位和储罐储油部分。
1.2.1罐底水相部位的腐蚀罐底内表面的腐蚀形貌为点蚀,主要是罐底积聚了酸性沉淀物,酸性水中含有大量的负氧离子,成为较强的电解质液,产生电化学腐蚀;加在罐底部分常见的腐蚀有:电化学腐蚀、焊缝腐蚀、冲刷腐蚀、堆集腐蚀、SRB(硫酸盐还原菌)腐蚀等。
1.2.2罐周围储油部位壁板的腐蚀该部位相对于罐底腐蚀速率较低,直接与油品接触,属于电化学腐蚀,腐蚀程度较低,造成电化学腐蚀的原因是油品中含有水以及各种离子产生的电解质。
2储油罐易被腐蚀的部位2.1储油罐外壁以目前的情况来看,储油罐的外壁极其容易被腐蚀,一般外壁被腐蚀的原因主要为外部环境所导致。
浅谈原油储罐腐蚀现状及防腐措施一、储罐腐蚀典型部位及机理分析1.原油储罐腐蚀典型部位原油储罐腐蚀主要集中发生在以下三个区域:(1) 罐顶; (2) 罐底内侧; (3) 罐底外侧。
2.罐顶包括罐顶外侧腐蚀、罐顶内侧腐蚀、上层罐壁腐蚀。
罐顶外侧腐蚀主要发生在罐顶焊缝部位。
罐顶内侧腐蚀集中在罐顶与罐壁结合部位。
上层罐壁腐蚀指罐内壁与气相空间相接触的部分,一般来说罐壁腐蚀速率稍低于罐顶内侧的腐蚀速率。
3.罐底内侧包括罐底板内侧腐蚀、罐底内侧角焊缝腐蚀、罐壁内侧下部腐蚀。
罐底板内侧腐蚀以点蚀为主,发生点蚀的部位。
一般来说,罐底变形、凹陷处、人孔附近都是最容易出现点蚀的部位。
罐底内侧角焊缝腐蚀一般表现为焊缝下边缘出现微小裂纹。
罐壁内侧腐蚀指罐壁内侧与底部沉积物或水相接触的部位,一般为均匀腐蚀。
4.罐底外侧罐底外侧腐蚀主要是罐底角焊缝处外侧壁板腐蚀,是指保温层内储罐壁板的腐蚀。
二、原油储罐腐蚀机理分析1.罐顶腐蚀罐顶外侧腐蚀主要是由于罐顶受力变形后,表面凹凸不平,凹陷处积水发生电化学腐蚀所致。
腐蚀呈连片的麻点,严重时可造成穿孔。
一般情况下,焊缝处因承受拉应力,失效破坏更加明显。
罐顶内侧腐蚀与油品的类型、温度、油气空间的大小有关,原因为油气空间因温差作用而存在结露,油品受热挥发后,其中的H2S ,CO2溶解于水膜,再加上氧的作用,形成电化学腐蚀。
腐蚀形态呈不均匀的全面腐蚀。
2.罐底内侧腐蚀罐底内侧的腐蚀主要是因为油品中含有一定比例的水、溶解氧和H2S ,CO2,Cl-等腐蚀性介质,并含有砂粒。
一般来说,罐底内侧的腐蚀多表现为局部腐蚀,且温度越高腐蚀速率越大。
一是硫化物、氯化物对罐底的腐蚀;二是溶解氧对罐底的腐蚀;三是罐底角焊缝的腐蚀:罐底与罐壁连接处的角焊缝分为内焊缝和外焊缝。
焊缝的腐蚀形态与邻近区域一致,但由于受力情况复杂,故罐底角焊缝处的腐蚀极易引起强度不足而失稳或焊缝的脆性开裂失效。
3.罐底外侧腐蚀罐底板外侧腐蚀机理为罐底宏电化学腐蚀和罐底微电化学腐蚀。
原油储罐的防腐措施(标准版)Safety is the prerequisite for enterprise production, and production is the guarantee ofefficiency. Pay attention to safety at all times.( 安全论文)单位:_______________________部门:_______________________日期:_______________________本文档文字可以自由修改原油储罐的防腐措施(标准版)近年来,随着国民经济的飞速发展,我国石油需求的大幅增长和石油工业的蓬勃发展,作为原料油的储存装置,储罐的数量也越来越大。
这些设施的可靠安全运行对长输管道的安全生产及环境安全有着直接关系。
据某调查机构研究现,我国每年因为储罐腐蚀而造成的经济损失已达到2000万美元以上,同时造成了多起人员伤亡事故。
因此,对原油储罐的主要腐蚀部位进行正确的分析,并据此采用有效的防护措施已势在必行。
一.原油储罐的防腐措施如下:1.合理选材由于储罐是钢厂焊接而成,那么在选用钢材时就应选用C<0.2%和S、P含量<0.5%d的材料,同时在罐底和罐顶应增加厚度,这主要是考虑到这两个地方比较容易腐蚀。
2.采用涂料与阴极保护相结合的技术单一的涂层可以对大面积基体金属起到保护作用,但对涂层缺陷处不但不能起到保护作用,还会形成大阴极小阳极而加速涂层破损处的腐蚀;涂层与牺牲阳极联合保护可以对涂层破损处达到有效保护,并且联合保护比单纯的阴极保护节省牺牲阳极用量,电流分散效率好,是行之有效的保护办法。
同时还可利用外加电流阴极保护使被保护部位的电极电位通过阴极极化达到规定的保护电位范围,从而抑制腐蚀发生。
“实践表明,阴极保护加涂敷层技术是油品储罐防腐蚀最经济合理的方法”川。
图1反映了某原油罐区采取阴极保护技术后,恒电位仪所测电位情况。
原油储罐腐蚀机理分析及防腐措施摘要:原油储罐是石油化工联合企业的龙头设备,对实现石化装置的正常运转有着直接的影响。
近些年,国内石油用量不断增加,原油储罐的在石化企业中占有的地位也越来越重,然而,原油储罐的腐蚀问题一直是制约其使用寿命的主要原因,因此,对原油储罐进行防腐措施是一项非常关键的工作。
本文主要是分析油罐腐蚀的部位和原因,针对原因探讨合理的防腐措施,并对油罐大修中需要注意的相关问题进行展开讨论。
关键词:原油储罐;腐蚀机理;防范对策引言在石油化工行业中,需要使用到大量的钢制原油储罐,做好这些原油储罐的维护工作是保证石油化工企业实现安全生产的重要环节。
原油储罐在使用中的内外界环境情况比较复杂,在经过长时间的使用后,罐体的一些位置会出现腐蚀现象,影响储罐的正常使用,对安全生产造成不利影响。
本文将对原油储罐的腐蚀机理进行分析,并探讨原油储罐腐蚀防范的对策,提高原油储罐抗腐蚀性,保证石油化工企业的安全生产。
1 油罐的腐蚀部位及原因分析在原油储输过程中,原油储罐内油液面经常波动,但对于一个进满原油的拱顶罐来说,其内部介质分布有以下规律:上部属于气相空间,中部是原油层,下部是水和泥砂层。
由于油罐内侧接触的介质中含有腐蚀性物质,因此腐蚀程度比较严重。
油罐外侧由于与外界所处的环境不同,其腐蚀程度也不尽相同。
罐顶和上部壁板内侧不直接与原油相接触,却处在从原油蒸发出的轻质组分气相环境中。
气相中含有CO2、SO2、H2S等腐蚀性气体,在O2和蒸汽等作用下,发生化学腐蚀。
具体的反应如下:Fe+H2S+1/2 O2→FeS+H2OFe+H2O+1/2 O2→Fe2++2OH-3FeO+H2O→Fe3O4+H2Fe3O4+ O2+H2→3Fe2O3.H2O由于机械呼吸阀经常吸入新鲜空气,使罐顶和经常不储油的罐壁上部钢板不断地腐蚀。
另外,油面上下变动的罐壁部分,由于存在着氧气的浓度差,在两者靠近的区域形成了氧浓差电池,缺氧区为阳极,也易腐蚀。
原油储罐的腐蚀机理及防腐措施叶栋文王岳郭光利摘要:随着全球原油资源竞争的加剧,我国许多炼化企业所加工的原油逐渐向劣质化、高含硫、重质化等不利方向发展,由此而引发的原油储罐腐蚀问题进一步显化。
针对原油储罐服役过程中腐蚀状态的差异性,本文对储罐不同区域的腐蚀机理进行了详细分析,并提出了防腐措施,为确保原油储罐的安全、稳定、经济运行有积极的指导意义。
关键词:原油储罐;腐蚀机理;措施;防腐;0前言原油在常温、常压下呈液态,其主要成分是烃。
此外原油中还含有少量无机盐、硫化物、氯化物、有机酸、二氧化碳和水分等组分,虽然含量极少,但对设备腐蚀危害极大。
随着全球原油资源竞争的逐渐加剧,国内外许多油田采取添加各种助剂增加原油开采量,这就使储存的原油逐渐向劣质化、高含硫、重质化等不利方向发展,不但会造成原油储罐使用寿命大大缩短,甚至会因腐蚀产物进入后续工序而导致催化剂中毒,影响装置的稳定运行。
据报道:1998年天津某石化企业1台3000m3原油储罐曾经发生腐蚀泄漏;2000~2001年茂名某石化单位原油罐区也曾发生2次腐蚀泄漏;2009年9月扬州一石油化工厂在清V-101罐时检查发现:罐壁存在轻微腐蚀,罐底板腐蚀情况严重,呈现出大面积多处的片状腐蚀、坑蚀,腐蚀深度都在4~5mm左右。
罐顶部经检查也存在腐蚀,并存在局部麻坑。
如果不是及时清罐检查,同样会造成腐蚀泄漏事故,原油储罐腐蚀泄漏,会造成原油的损失、污染环境,给厂区带来安全隐患,同时储罐穿孔被迫停用,直接和间接的经济损失都是惊人的,因此对原油储罐的腐蚀机理进行研究很有必要。
1.原油储罐的腐蚀机理实践经验表明:在干燥环境下原油罐外壁发生化学腐蚀,仅与储罐所处区域的环境条件有关,一般腐蚀较轻。
储罐顶部与底部由于所处的环境条件存在着很大差别,决定了腐蚀发生的机理也不尽相同。
1.1 罐底板上表面:原油中含有大量的水分,由于水和油的比重差之故,原油在储罐中经过静置,罐底上表面会形成水层。
沉积的水中含有大量的硫化物、氯化物、氧、酸类物质,形成较强的电解质溶液,产生了电化学腐蚀,腐蚀过程及类型如下:1.1.1氯化物、硫化物对罐底的电化学腐蚀:Fe2++S2-→Fe S↓(黑色铁锈)Fe2++2Cl-→FeCl2Fe2++SO42-→FeSO41.1.2硫酸盐还原菌的腐蚀:微生物对对油罐的腐蚀国内早已研究,其中以硫酸盐还原菌最具代表性,它的典型特征就是孔蚀。
他的腐蚀机理就是利用细菌生物膜内产生的氢,将硫酸盐还原成硫化氢:8H+SO42-→S2-+4H2O罐底水溶液中的氢原子不断被硫酸盐还原菌代谢反应消耗,导致有防腐层的罐底部分脱落,从而使电化学反应不断进行下,增强了罐底钢板表面的离子化反应,加快了罐底的腐蚀速度。
国内外使用经验表明,钢制储罐若原油中不含H2 S,一般寿命为10~l5年。
含有H2 S时寿命在3 ~5年,腐蚀破坏首先在罐底发生穿孔,罐底平均腐蚀速度为0 .5 ~1.5 mm/ a 。
[1]Fe2++S2-→Fe S↓Fe→Fe2++2e-1.1.3溶解氧电化学腐蚀:原油中的活性硫成分如SO2、S与O2能够发生电化学腐蚀,加速铁的腐蚀产物的形成:2SO2+ O2 +2H2O= 2H2SO4Fe+O2→FeO, Fe3O4*n H2O, Fe2O3等1.2油罐储油部位:该部位与原油直接接触,罐壁表面粘附一层相当于保护膜的原油,因此该部位腐蚀速率较低,短期内(20~30年)一般不会造成油罐壁腐蚀穿孔的危险。
但由于油品内和油面上部空间含氧量的不同,形成氧浓度差电池而造成腐蚀。
氧浓度差越大,腐蚀速率越大。
在正常情况下,氧浓度差不是太大,但在油罐倒灌、循环搅拌时,氧浓度差将会变大,加快罐壁的腐蚀。
1.3 油罐气相部位:油罐气相部位的腐蚀以化学腐蚀为主,该部位与原油介质不直接接触。
由于原油中挥发出的酸性气体硫化氢,外加通过呼吸阀进入罐内的水分、二氧化碳、二氧化硫等气体,在油罐液面上的罐壁处凝结成酸性溶液,导致化学腐蚀的发生。
1.3.1二氧化碳腐蚀:二氧化碳溶于水形成弱酸(因原油加热游离水的挥发而形成),基本化学反应式如下:CO2+H20→H2CO3H2CO3+Fe→FeCO3+ H2↑阳极反应:Fe→Fe2++2e-阴极反应:H2CO3→H++ HCO3-2H++2e-→H2↑二氧化碳常常造成坑点腐蚀、片状腐蚀等局部腐蚀。
1.3.2硫腐蚀:硫腐蚀以原油中的活性成分单质硫和硫化氢为主。
在无水的情况下,油品中的硫化氢对金属无腐蚀作用,湿硫化氢或与酸性介质共同存在时,腐蚀速度会成倍增加。
硫化氢在水中发生的电离式如下:H2S→H++HS-HS-→H++S2-在湿硫化氢的腐蚀环境中的氢离子,硫氢根离子,硫离子和硫化氢对金属腐蚀为氢去极化作用,其反应式如下:阳极反应:Fe→Fe2++2e-Fe2++S2-→FeS或Fe2++HS-→FeS+H++ e-阴极反应:2H++2e-→H21.4储罐外壁:储罐外壁主要发生大气腐蚀。
油罐所处的大气环境中含有氧、水蒸气、二氧化碳能导致罐体外壁腐蚀。
炼厂周围大气中一般还会含有氮化物、二氧化硫、硫化氢等有害气体,这也使罐体外壁腐蚀加快。
其腐蚀机理如下:大气中的水汽溶解了有害气体及其他杂质,在罐壁形成电解质溶液,使罐壁发生了电化学腐蚀。
阳极反应:Fe→Fe2++2e-阴极反应:O2+2H2O+4e-→4OH-总反应:2Fe+2H2O+ O2→2Fe(OH)2↓氢氧化亚铁在大气环境转化为三氧化二铁或四氧化三铁,形成疏松的氧化层。
这种氧化层的表面氧和水发生阴极反应,而在锈层与罐比结合处发生则不断进行阳极反应,从而形成氧浓差电池,使腐蚀加剧,严重处导致穿孔。
1.5罐底下表面腐蚀:罐底外表与土壤接触,其腐蚀速率约为0.8mm/a[2]。
造成罐底下表面的腐蚀主要有土壤腐蚀、杂散电流腐蚀、氧浓差电池腐蚀、不同金属引起的电偶腐蚀[3]1.5.1土壤腐蚀:原油储罐的土壤腐蚀实际是电化学腐蚀,其阴极过程为还原反应:有氧条件:O2+2H2O+4e-→OH-缺氧条件:SO42-+4H2O→S2-+ 8OH-阳极过程为氧化反应:Fe→Fe2++2e-Fe2++2OH-→Fe(OH)2(绿色腐蚀产物)2Fe(OH)2+H2O+1/2 O2→Fe(OH)3Fe(OH)3→FeOOH+H2O(赤色腐蚀产物)Fe(OH)3→Fe2O3·H2O(黑色腐蚀产物)Fe2++CO32-→FeCO3Fe2++S2-→FeS↓1.5.2杂散电流腐蚀:杂散电流是一种漏电现象[4]。
罐区是大地中电流较为复杂的区域。
当站内管网有阴极保护而罐未受保护和电焊机装置绝缘不好时,则可能产生杂散电流引起宏观电池的腐蚀。
位于电气化铁路、大型电气设备附近的原油罐,其底板会因杂散电流的影响而腐蚀。
1.5.3氧浓差电池腐蚀:在罐底板下面,氧浓差主要表现在罐底板与砂基础接触不良,如满载和空载比较,空载时接触不良;再有罐周和罐中心部位的透气性差别,也会引起氧浓差电池,该中心部位成为阳极而被腐蚀。
1.5.4不同金属引起的电偶腐蚀:为避雷和消除静电,油罐须接地。
当接地材料和罐底板的材料不同时,就会形成电偶腐蚀。
2.防腐措施原油储罐在服役过程中的防腐工作主要有:2.1应用新型热喷技术:针对罐内壁腐蚀较严重的情况,可采用金属火焰喷镀的方法对罐内壁进行喷涂,热喷铝技术在碳钢罐的应用上较为成熟。
喷铝涂层在大气中极易产生致密的氧化膜,提高了稳定性。
此项技术可以避免罐体与氧气和H2S发生反应,阻止油罐的腐蚀。
2.2采用新型的防腐涂料——乙烯基酯树脂乙烯基酯树脂是一种改性的环氧树脂,在具备环氧树脂几乎所有特性的同时,大大提高了环氧树脂的耐热性、耐腐蚀性、耐溶剂性、施工性,尤其是介质条件下的耐热性。
乙烯基酯树脂优良的耐化学品性、耐热性可以解决目前我国石油储罐防腐领域遇到的问题,提高储罐的防腐蚀水平[5]。
2.3采用涂料与阴极保护结合技术:单一的涂层可以对大面积基体金属起到保护作用,但对涂层缺陷处不但不能起到保护作用,还会形成大阴极小阳极而加速涂层破损处的腐蚀;涂层与牺牲阳极联合保护可以对涂层破损处达到有效保护,并且联合保护比单纯的阴极保护节省牺牲阳极用量,电流分散效率好,是行之有效的保护办法。
同时还可利用外加电流阴极保护使被保护部位的电极电位通过阴极极化达到规定的保护电位范围,从而抑制腐蚀发生。
“实践表明,阴极保护加涂敷层技术是油品储罐防腐蚀最经济合理的方法”[6]。
表1反应了某原油罐区采取阴极保护技术后,恒电位仪所测电位情况。
表1 阴极保护数据(Table.1 Cathode Protection Data)上表表明储罐电位达到了完全保护电位-0.85~1.5V之间,而储罐在阴极保护前,在大多数土壤中钢板的的自然电位为-0.55V左右,所以阴极保护效果明显,储罐罐底埋地部分能得到完全保护。
2.4选择添加缓蚀剂:缓蚀技术是减轻石油化工行业中各类油、气、水储罐内腐蚀的有效方法,油罐用缓蚀剂根据用途不同分为3类。
一是防止油罐底部沉积水腐蚀用的水溶性缓蚀剂;二是防止与油层接触的金属腐蚀的油溶性缓蚀剂;三是防止油罐上部与空气接触金属防腐蚀用气相缓蚀剂。
对于因沉积水而造成腐蚀,可以通过切水方式将罐内游离水尽可能排出,消除腐蚀诱因。
缓蚀剂的用量在保证对金属材料有足够缓蚀效果的前提下,应尽可能地少。
一般存在着某个“临界浓度”[7],此时缓蚀剂的加入量不大,但缓蚀作用很大。
对特定体系选用缓蚀剂种类及最佳用量时,必须预先进行评定试验。
2.5控制油温:由于温度越高越有利于腐蚀反应的加速进行,因此在满足工艺条件的情况下,从防腐的角度考虑,油罐储存温度越低越好。
2.6调优运行模式:应避免高凝点油与低凝点油混储、含硫量高的油与含硫量低的油混储,尽量缩短高硫、高凝点、高酸劣质油的储存周期,同时应当创造条件,及时用凝点低含硫量低的原油对储罐内高硫高凝点油经常进行置换。
另外在操作环节上,应减少原油罐在低液位运行的频次。
2.7及时脱水:原油储罐的多种腐蚀与水有关,水的存在会加速储罐的腐蚀。
所以,在储罐的运行过程中,应当时刻注意罐底水层的情况,及时脱水。
2.8定期清除罐底油泥:储罐应定期(一般为一年)清罐,这是因为原油储罐在储存过程中,会产生一定量的油泥,油泥在罐底不断沉积,油泥中的硫代硫酸盐细菌、硫氧化细菌等对储罐有一定的腐蚀作用,因此清除罐底油泥可减轻油泥对储罐的腐蚀。
2.9加强维护保养:对于建设时间较早、材质标准较低的原油储罐,应择机对罐体材质更新。
2.10应用生物脱硫(BDS)新技术,降低原油中的硫含量:生物脱硫,又称生物催化脱硫(简称BDS),是一种在常温常压下利用需氧,厌氧菌除去石油含硫杂环化合物中结合硫的一种新技术。