原油储罐、冷凝器管程的全面腐蚀

2022-11-10 15:49:04 作者：工业小南点来源：工业小南点分享至：

原油储罐的腐蚀概况

某公司石化厂的1台30000 m3原油储罐，于1996 年投用，主体材质为Q235A ，壁厚24 mm，1998 年7月，该罐侧部出现泄漏。开罐后，发现罐体离水平高度15 m以下，出现大面积深度大小不一的蚀坑，底板上有大面积疏松的片状腐蚀。

该公司曾针对原油储罐的运行情况作过专门的统计，统计资料显示，原油储罐投用2～3 a后，罐体均出现程度不同的腐蚀，并有38 %的油罐出现过穿孔漏油，60 %的油罐受到硫酸盐还原菌的严重污染。腐蚀破坏形式及部位如图3-46所示。储罐多在罐底部和顶部腐蚀最为严重，罐底板及底圈壁板腐蚀速度> 0. 15 mm·a-1，并有大面积腐蚀麻坑，深度达1～3 mm不等，严重蚀坑处已有穿孔，孔径多数在5～10 mm。

a.大面积麻坑；b.局部点蚀；c.点蚀穿孔；d .轻微腐蚀

图3-46 储罐破坏形式及部位

原油储罐腐蚀类型及机理

① 油罐气相部位

a. CO2腐蚀

CO2溶于水形成碳酸，介质pH值下降，腐蚀电偶阳极区金属溶解，金属离子与碳酸根结合生成碳酸盐膜，不同温度和H2S含量下形成的膜对基体金属的保护程度不一样。阴极区发生H+去极化反应，化学反应式为：

CO2 + H2O=H2CO3

阳极反应：Fe = Fe2+ + 2e

阴极反应：2H+ + 2e = H2↑

原油储罐的温度较低，生成的FeCO3多孔，CO2常常造成坑点腐蚀、片状腐蚀等局部腐蚀。

b. 硫腐蚀

硫腐蚀以S和H2S为主。湿H2S或与酸性介质共同存在时，腐蚀速度会成倍增加。H2S在水中发生的电离式如下：

在湿H2S的腐蚀环境中的H+、HS-、S2-和H2S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↓

阴极反应： 2H+ + 2e = H2↑

硫化物腐蚀产物多以固态形式出现，在静态或流速不大的环境和适当的pH 下，硫化物能在罐壁内表面上形成膜。

② 油罐的储油部位

罐壁上粘结了一层相当于保护膜的原油，因而腐蚀速率较低，一般不会造成危险。但是由于油品内和油面上部气体空间中含氧量的不同，形成氧浓差电池而造成腐蚀。当含氧量由0.02 mg·L-1增加到0.065 mg·L-1时，金属的腐蚀速度将增加5 倍，含氧量增加1 mg·L-1 时，腐蚀速度将增加20 倍。罐液位的变化及搅拌作用，更加速了腐蚀。

③ 油罐内底板

罐底长期处于浸水状态，水中含有大量的氯化物、硫化物、氧、酸类物质、硫酸盐还原细菌，成为较强的电解质溶液，产生了电化学腐蚀。

④ 储罐外壁

储罐外壁主要发生大气腐蚀。大气中的水气会在金属设备表面冷凝而形成水膜，溶解了大气中的气体及其他杂质，起到电解液的作用，使金属表面发生电化学腐蚀。在罐顶凹陷处、焊缝凹陷和易积水处，大气腐蚀尤为严重。

⑤ 罐底下表面腐蚀

a. 土壤腐蚀，原油储罐的土壤腐蚀实际是电化学腐蚀，根据埋地土壤透气情况，其阴极过程还原反应可分为氧去极化反应或硫酸根去极化反应。

b. 杂散电流腐蚀，罐区如是位于电气化铁路、大型电气设备附近的地中电流较为复杂的区域，其底板会因杂散电流而腐蚀。

c. 氧浓差电池腐蚀，在罐底，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。罐周和罐中心部位的透气性差别，也会引起氧浓差电池，中心部位成为阳极而被腐蚀。

Vol.6 案例

副产碳四冷凝器E-305管程全面腐蚀

E-305是1-丁烯精馏塔T-304塔釜出料副产碳四冷凝器，管程介质循环冷却水，操作压力0.4MPa，进口温度28℃，出口温度38℃，壳侧介质为碳四，操作压力0.92MPa，进口温度71℃，出口温度40℃。筒体、管板、管束（52根）材质均为20钢。使用1a后，开罐检查，管板、管箱内表面锈蚀严重，罐板与管束间焊肉已被蚀平，管口有削尖，部分管板有凹陷，有棕色腐蚀产物及垢物，图3-47。对冷凝器筒体进行测厚，无明显减薄。分析结果，循环水为开式循环，充分与空气接触，水中的氧去极化作用，造成了碳钢管程的全面腐蚀。