原油儲罐的腐蝕與防護淺析

陸衛婷,崔 磊,郭滿平

(1.四川省化工設計院，四川 成都 610015；2.中國石油工程建設有限公司西南分公司，四川 成都 610041；3.陜西延長石油集團有限責任公司延安石油化工廠，陜西 延安 727406)

隨著我國石化工業的發展，國家石油戰略儲備庫的建設相繼開工建設，原油儲罐防腐蝕也越來越引起了人們的重視。隨著高溫，高壓力、高礦化度、高pH值原油的開采，以及原油中并含有一定量的H2S、SO2、CO2及氯化物，這些特點決定了油田產出的原油、油氣及油析水混合物具有很強的腐蝕性，在這些環境中原油儲罐易發生腐蝕穿孔等問題，引發造成原油泄漏，導致重大的財產損失和環境污染事故，甚至危及人們的生命安全。

1 儲罐腐蝕位置

統計資料顯示，原油儲罐投用2～3年后，罐體會出現程度不同的腐蝕。原油儲罐的腐蝕主要發生在：儲罐底上表面部位；油罐儲油部位；油罐氣相部位；儲罐外壁；罐底下表面部位。從原油儲罐檢修情況來看，原油儲罐普遍而嚴重的腐蝕形式有三種：油罐外表面的腐蝕；外浮頂支柱對罐底的影響；罐底板的腐蝕[1]。

2 采用的防腐措施

目前國內的原油儲備油罐，主要的防腐措施有：防腐涂層；陰極保護；熱噴涂；內襯玻璃鋼；加注緩蝕劑；在線監測技術等方法。

2.1 涂料防腐

防腐涂料主要是使金屬材料與腐蝕介質隔離而達到防腐的作用。較好的防腐涂料應具有：陰極保護作用、陽極(鈍化、緩蝕)作用和涂層的屏蔽作用。

由于靜電荷的積聚，可能發生火災或爆炸事故，所以目前在國是用得最多的是抗靜電防腐涂料[2-3]。良好的抗靜電防腐涂料應具有良好的防腐性能，附著力強，抗沖擊、抗老化等性能之外，還必須滿足《液體石油產品靜電安全規程》的要求。要保證原油儲罐的防腐性能，對儲罐各部位使用合適的防腐蝕涂料及其涂裝涂層厚度提出了嚴格的要求。

2.2 陰極保護

陰極保護是一種控制鋼質儲罐和管道腐蝕的有效方法，它有效彌補了涂層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長儲罐和管道的使用壽命。陰極保護分為外加電流陰極保護和犧牲陽極陰極保護兩種。選用犧牲陽極材料時，該材料應滿足要求：與被保護金屬相比，犧牲陽極的電位比被保護金屬低，且保證有一定的電位差；在使用過程中陽極極化率要小，電位及電流輸出要穩定；陽極自身腐蝕要小，電流效率要高，陽極溶解要均勻，腐蝕產物易脫除、不污染環境；價格低廉、材料來源充足、易加工等。錦州石化公司某原油罐[4]采用高溫鋅陽極保護，該油罐使用4年多未發現腐蝕、損壞等異常現象，使用效果良好。

2.3 涂料加陰極保護聯合保護

陰極保護和涂料防腐技術同時使用稱之為聯合保護，采用這種陰極保護防腐蝕技術的聯合保護[5]是目前地下管線和金屬建筑物防腐的重要方法之一。

涂層可以對大面積的基體金屬起到保護作用。由于涂層老化后易出現龜裂、剝離等現象，涂層缺陷部位易形成小陽極大陰極而產生局部腐蝕電池，加速涂破損處的金屬腐蝕。采用涂料和陰極保護聯合的防腐蝕技術，可以保證被保護金屬體的電化學平均性，避免局部腐蝕電池的產生，有效延長設備使用壽命。而且既經濟又實用。

2.4 熱噴涂

熱噴涂是利用熱源(電弧、燃燒火焰、等離子弧等)將金屬和非金屬涂層材料加熱到熔融或半熔融狀態，然后以一定的速度噴射到經過預處理的基體表面，結合而形成具有某種功能的表面覆蓋涂層的一種技術。熱噴涂具有防腐壽命長；與金屬基體結合力高；生產效率高；涂層質量好；可修復強；良好的節能和環保技術等優點[6]。

原油儲罐內壁腐蝕比較嚴重，可采用該法進行防腐助理。目前，碳鋼罐的應用上比較成熟的工藝是熱噴鋁技術。熱噴鋁涂層在大氣中極易產生致密的氧化膜，可以避免罐體與氧氣、H2S發生反應。該技術關鍵在于噴鋁的厚度、質量以及封孔的厚度、質量。

2.5 玻璃鋼

玻璃鋼油管具有防腐蝕性能好、抗菌性能好、使用壽命長等優點，但抗拉抗壓能力較弱。2006年海洋采油廠開始究配套海上玻璃鋼油管注水工藝，2008年在CB273-1井首次成功應用。目前，在美國、加拿大、歐洲等國均采用玻璃鋼雙壁油罐。

2.6 加注緩蝕劑

加注緩蝕劑[8]具有用量小、操作簡單、見效快、適用性強、效果好等優點，是一種最經濟、有效的解決方法。儲罐所用緩蝕劑可分為三類：(1)罐底部用水溶性緩蝕劑；(2)與原油接觸用油溶性緩蝕劑；(3)罐頂部用氣相緩蝕劑。選用何種緩蝕劑、及緩蝕劑的加注量需通過緩蝕劑評價試驗來確定。

2.7 在線監測技術

原油儲罐的腐蝕類型比較復雜，應當對原油儲罐采用腐蝕監控技術[10]，應用在線腐蝕監測技術對原油儲罐進行監測，以便及時掌握原油儲罐的腐蝕情況，能有效的預防和控制腐蝕的發生與發展，可使使設備處于良好的可控運行狀態，降低企業風險。腐蝕監測技術包括腐蝕掛片、電阻探針、線性極化探頭、電化學探針法LPR、電感探針MR、電化學噪聲探頭、電子指紋，在線超聲波側厚等。在現場，在線腐蝕監測系統的選擇是根據不同的操作環境、操作方式、安裝技術而定。

3 結論及建議

原油儲罐的腐蝕比較復雜，應充分了解原油儲罐的腐蝕機理，并針對不同的腐蝕區域提出不同的防腐方法。在此同時，廣大學者應加大研發力度，研究高效、環保、經濟性強的防護方法。