原油儲罐腐蝕因素分析及對策

1、安全技術(shù)原油儲罐腐蝕因素分析及對策 通過對原油儲罐腐蝕因素的分析，探討了孤東一號聯(lián)原油儲罐的腐蝕機(jī)理。分析結(jié)果表明，介質(zhì)因素腐蝕、焊縫腐蝕、沖刷磨損、自然外腐蝕是造成孤東一號聯(lián)原油儲罐腐蝕嚴(yán)峻的主要緣由，并提出了相應(yīng)的解決對策。 孤東一號聯(lián)是目前國內(nèi)規(guī)模最大的油氣水綜合處理聯(lián)合站，而站內(nèi)原油儲罐的平安運(yùn)行是確保其平安生產(chǎn)的關(guān)鍵。雖然在對原油儲罐的平安管理中執(zhí)行了新的管理規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，并逐步完善原油罐區(qū)的平安設(shè)施及平安自動監(jiān)控系統(tǒng)，但在原油儲罐運(yùn)行期間，自然腐蝕、介質(zhì)腐蝕、磨損損耗等任何一種因素都可以引起原油儲罐的損壞事故，從而進(jìn)一步帶來人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。這種不能確定的潛在事故隱患是原油儲罐運(yùn)行

2、面對的風(fēng)險(xiǎn)。因此，正確分析孤東一號聯(lián)原油儲罐的腐蝕機(jī)理并實(shí)行相應(yīng)的防護(hù)措施，是實(shí)現(xiàn)其平安平穩(wěn)運(yùn)行的首要工作。 1 原油儲罐運(yùn)行現(xiàn)狀 孤東一號聯(lián)投產(chǎn)于1988年12月，站內(nèi)有原油儲罐10座，其中1104m3金屬拱頂罐6座，5000m3金屬拱頂罐4座，總?cè)萘?104m3。設(shè)計(jì)規(guī)模年處理原油700104t/a，處理污水4104m3/d，回注污水4104m3/d，外輸自然氣41m3/d，現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模為處理原油280104t/d，處理污水4104m3/d，回注污水4104m3/d，外輸自然氣5104m3/d。 現(xiàn)孤東一號聯(lián)10座原油儲罐均已消失不同程度的腐蝕現(xiàn)象，腐蝕較為嚴(yán)峻的是2#、6#、8#油罐，2#

3、油罐已于2021年9月因罐底腐蝕孔洞停運(yùn)修復(fù)，6#、8#油罐罐頂腐蝕比較嚴(yán)峻，消失穿孔現(xiàn)象。 2 腐蝕因素及腐蝕機(jī)理 2.1 腐蝕因素構(gòu)成 a)孤東原油含有的腐蝕性介質(zhì)較多，介質(zhì)化學(xué)腐蝕及電化學(xué)腐蝕較強(qiáng)。經(jīng)油質(zhì)分析，孤東油田生產(chǎn)原油含硫?yàn)?.040mg/L,含膠質(zhì)及瀝青也相對較高。污水檢測表明：孤東油田污水礦化度較高，一般為6104mg/L以上，氯離子約占總礦化度的50以上，pH值呈中性，且含有少量H2S和CO2。 對目前各原油儲罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)覺，全部原油處理罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：全部原油儲罐均進(jìn)行了玻璃鋼內(nèi)襯防腐處理，有效緩解了原油儲罐的內(nèi)部腐蝕速度。進(jìn)液管垂直下方，未設(shè)置有效防沖

4、裝置，或在儲罐底部設(shè)置"L'型鋼板，由于進(jìn)液沖力大，液體直接沖刷儲罐底部，造成底部防腐層破損嚴(yán)峻。內(nèi)部防腐層因運(yùn)行時(shí)間較長，在頻繁的環(huán)境變化和收發(fā)油作業(yè)中，龜裂現(xiàn)象普遍存在，有的失去了連續(xù)性。焊縫四周脫落相對嚴(yán)峻。 b)孤東油田屬松砂巖油藏，孤東一號聯(lián)來液含砂量較高，約占總液量的0.3，其中砂樣顆粒直徑大于100m的砂量占總質(zhì)量的90%以上，砂樣的真實(shí)密度為2617kg/m3，沖砂磨損量較大。 2.2 腐蝕機(jī)理分析 a)介質(zhì)因素引起的腐蝕：孤東一號聯(lián)的10座油罐均采納A3鋼材材質(zhì)，其主要組織之一為鐵素體(Fe)，鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位在鋼材的組分最低，所以Fe一般將作業(yè)微電池的陽極

5、而被溶解及腐蝕。 對腐蝕產(chǎn)生嚴(yán)峻影響的介質(zhì)因素主要是CI-，HCO3-，SO42-及H2S,CO2。電化學(xué)腐蝕是孤東一號聯(lián)原油儲罐腐蝕的主要緣由，發(fā)生電化學(xué)腐蝕的前提基礎(chǔ)是防腐層脫落、磨損暴露鋼板、防腐層縫隙等緣由造成腐蝕介質(zhì)直接與鋼板接觸，其原理是鋼板中的Fe元素電極電位與腐蝕介質(zhì)電極電位存在凹凸差距，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，也就是電化學(xué)腐蝕。 原油中含有大量的H2S亦對暴露的鋼板產(chǎn)生腐蝕。 由于油罐收發(fā)作業(yè)頻繁及罐底壁因油砂沖刷防腐層破壞較大等緣由，加速了罐底及罐壁的腐蝕，罐底及罐壁腐蝕比較嚴(yán)峻。 b)焊縫腐蝕：以孤東一號聯(lián)2#油罐平安檢測狀況可以看出，焊縫是原油處理罐發(fā)生腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，焊接應(yīng)力

6、集中及焊接質(zhì)量不過關(guān)等問題造成了焊接咬邊腐蝕加劇，未打磨平或制造時(shí)存在焊接缺陷，則在沿焊縫長度方向或四周的母材上發(fā)生腐蝕，形成有肯定深度和寬度的槽。 c)沖刷磨損：在原油處理過程中，液相中攜帶有大量的地層油砂，且液相在罐進(jìn)口處產(chǎn)生流速較大的渦流，造成在收發(fā)油作業(yè)過程中，高速液體直接以紊流狀態(tài)沖刷下部罐底，油砂擊損金屬表面的防腐層，進(jìn)而磨損鋼板。同時(shí)為點(diǎn)化學(xué)腐蝕供應(yīng)了基礎(chǔ)。 d)自然外腐蝕：孤東一號聯(lián)距離渤海海岸約4km,登陸海風(fēng)因其潮濕性及酸堿性，外大氣空間造成原油儲罐的外防腐層及外壁損壞腐蝕，其腐蝕速率約為100m/a，但其相對而言比內(nèi)氣體空間腐蝕稍微。目前東一聯(lián)油罐保溫主要實(shí)行內(nèi)襯玻璃纖維

7、形式，玻璃纖維具有肯定的吸濕性，吸漲水分的玻璃纖維會浸濕油罐外表面，在肯定程度上為油罐表面的電化學(xué)腐蝕供應(yīng)了條件，引起油罐表面腐蝕。 3 腐蝕特點(diǎn) 通過對各罐所進(jìn)行平安檢測狀況來看，原油儲罐的腐蝕有肯定的規(guī)律，其特點(diǎn)如下： a)油罐底部的腐蝕重于頂部，頂部的腐蝕重于壁板上儲油面的變化段，而這部分壁板的腐蝕又重于長年在油面下的壁板。 b)油罐的整個內(nèi)壁板腐蝕程度以"'形縫以上500mm范圍內(nèi)較重。 c)油罐的進(jìn)出油管線四周底板的腐蝕重于其它底板部位，穿透性腐蝕較多。 d)腐蝕狀況是由多個點(diǎn)蝕形成片狀腐蝕，穿透部位是由個別的點(diǎn)蝕造成。 e)罐頂腐蝕比較勻稱，壁厚勻稱減薄，承壓力量

8、下降，部分部位消失成塊掉落現(xiàn)象。 f)全部焊縫因四周防腐層脫落，腐蝕普遍比較嚴(yán)峻，部分焊縫經(jīng)檢測已經(jīng)失效。 4 對策 a)實(shí)行犧牲陽極等陰極愛護(hù)措施來掌握油罐的腐蝕，延長其有效使用壽命。如使用帶狀鋅陽極管可使油罐使用壽命延長10至15年(孤東一號聯(lián)合站在投產(chǎn)初期投用陰極愛護(hù)裝置，但隨著時(shí)間的增長，該裝置目前已不能牢靠工作)。 b)強(qiáng)化生產(chǎn)運(yùn)行措施，嚴(yán)格遵守儲油罐技術(shù)操作規(guī)程，平穩(wěn)掌握儲油罐運(yùn)行液位，削減和避開低液位運(yùn)行;同時(shí)加強(qiáng)運(yùn)行，油料應(yīng)以較低速度進(jìn)行，避開快速開啟進(jìn)罐閥門或者較高壓力油料直接進(jìn)罐。 c)對集輸生產(chǎn)流程進(jìn)行工藝改造及優(yōu)化，正確進(jìn)行來液進(jìn)罐前工藝操作，準(zhǔn)時(shí)排解各生產(chǎn)工藝設(shè)備中沉積油砂，延長液體在設(shè)備中停留時(shí)間，最大限度削減進(jìn)罐原料油含砂量，避開不必要的沖刷磨損損耗;同時(shí)對儲油罐進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造，在來液進(jìn)罐口及四周肯定面積內(nèi)進(jìn)行玻璃鋼防腐加強(qiáng)，避開罐底沖刷磨損損耗。 d)對集輸管線端點(diǎn)投加殺菌、緩蝕劑，有效降低原料油腐蝕率，抑制和緩解原油儲罐的內(nèi)腐蝕。 e)定期對原油儲罐進(jìn)行內(nèi)部檢測，重點(diǎn)檢測防腐層的破壞，同時(shí)增加焊縫檢測比例，防腐層如有損壞現(xiàn)象，準(zhǔn)時(shí)修復(fù)。焊縫腐蝕嚴(yán)峻時(shí)亦實(shí)行相應(yīng)平安