腐蝕原理:
原油罐的罐底板是腐蝕最嚴重的部位。腐蝕最嚴重的部位集中在底板最外圈等沉積水較多的浮盤支柱下面, 底板腐蝕穿孔基本發(fā)生在該部位, 罐底板其它部位主要表現(xiàn)為坑蝕,鋼板表面存在大小、深淺不一的腐蝕坑。腐蝕類型主要為均勻腐蝕、坑蝕等,破壞形式主要為腐蝕穿孔。
原油沉積水的腐蝕隨著煉油規(guī)模的不斷擴大, 加工高硫原油數(shù)量逐年增加, 使得原油中H2S、 硫醇等活化硫含量提高,再加上原油開采或運輸過程中混入的污水, 造成原油儲罐沉積水腐蝕性增加。
(1) Cl-對腐蝕的影響。在原油儲罐底板最外圈等沉積水較多的部位,底板表面涂層由于長時間浸泡, 在針孔或施工缺陷等部位出現(xiàn)局部鼓包、脫落。Cl-具有直徑小、穿透性強等特點, 優(yōu)先有選擇地吸附在涂層缺陷部位, 與金屬結(jié)合成可溶性氯化物, 在罐底板表面形成點蝕核,逐步發(fā)展長大,形成孔蝕源??孜g處的金屬與孔外金屬形成大陰極小陽極的微電池, 陽極腐蝕電流加大,發(fā)生電化學反應(yīng),陽極溶解金屬產(chǎn)生大量的金屬正離子。由于罐底污泥、 銹層及點蝕坑造成的閉塞作用, 在蝕坑口形成氯離子閉塞原電池, 使陰陽離子移動受到限制, 造成點蝕坑內(nèi)陽離子多于陰離子,導致Cl-向坑內(nèi)移動濃縮酸化,進一步加速腐蝕,使蝕坑逐漸加深、擴大。
(2) S2-對腐蝕的影響。不同品種的原油含硫比例不一, 但都以硫化氫、 硫醇和其它硫化物等形式存在于原油中。S2-的存在不但使陽極反應(yīng)受到催化, 而且還使溶液中的亞鐵離子的濃度大大降低, 從而使陽極反應(yīng)的起始電位更負及陽極極化曲線向負方向運動, 造成陰極控制過程的腐蝕電流有較顯著的增加,最終導致罐底板腐蝕的加劇。
(3) 電導率的影響。根據(jù)腐蝕電化學原理, 某一腐蝕體系的腐蝕電流等于該體系陰、 陽極反應(yīng)的平衡電位差除以總電阻。罐底板沉積水的電導率越大, 即沉積水溶液的電阻越小, 則該體系的腐蝕電流越大, 由此表明罐底板沉積水的高電導率,會加劇罐底板的腐蝕。
(4)細菌腐蝕。在原油罐底沉積水中存在著多種微生物,這些微生物誘發(fā)的腐蝕中最復雜的是由硫酸鹽還原菌(簡稱SRB)引起的腐蝕。硫酸鹽還原菌是一類能在厭氧條件下還原硫酸鹽而生成硫化氫的細菌,它是典型的金屬腐蝕性微生物,能在中性缺氧的環(huán)境中使腐蝕電池陰極去極化,加速腐蝕過程,其腐蝕產(chǎn)物中有硫化亞鐵存在,亦會有硫化氫氣味。硫酸鹽還原菌在缺氧中性介質(zhì)中使鋼鐵腐蝕速度增加的主要原因是該菌對腐蝕的陰極過程起促進作用。在缺氧條件下,金屬腐蝕的陰極反應(yīng)是氫離子的還原過程,但氫活化過電位高,陰極上只被一層氫原子覆蓋,而硫酸鹽還原菌卻把氫原子消耗,于是去極化反應(yīng)得以順利進行。
防腐措施:
主要是指原油罐的內(nèi)壁防腐,包括罐底內(nèi)壁、罐壁(1.8m以下)和罐內(nèi)附件(加熱器、中央排水等) ,宜采用涂料加犧牲陽極陰極保護的聯(lián)合保護法。因為單純的涂料防腐和犧牲陽極保護都存在著一定的缺陷;在涂料的施工過程中,涂層不可避免的存在著一些缺陷,形成極不合理的大陰極-小陽極的腐蝕結(jié)構(gòu),不但起不到保護作用,而且加劇了腐蝕;單獨采用犧牲陽極保護同樣存在著電流損失大, 陽極消耗快, 致使保護系統(tǒng)壽命大大縮短;采用聯(lián)合保護使這兩種方法相輔相成,獲得較好的防腐效果。