探析石油储罐的腐蚀及其防护技术

探析 石油储罐的腐蚀及其防护技术

刘畅

中国石油化工股份有限公司天津分公司 天津市滨海新区 300270

摘要：在当今社会经济和科学技术飞速发展的时代背景下，人们对于地球上的各种能源资源的需求也与日俱增。为了满足人们对各种能源资源的需求，世界各地的石油管道的覆盖率不断增加，以及相关石油管道化工防腐的科学技术含量也不断提升。而我国作为能源大国，合理的保障石油资源是促进经济平稳发展的关键。因此，就应做好对石油管道和储罐腐蚀性的分析，确保采用一定的防护技术来降低石油管道和储罐被腐蚀的可能性，以此就能更好的保障石油资源的运输和储存安全。

关键词：石油管道；储罐；腐蚀；防护

引言

石油是推动工业发展的关键性物质，对于提升我国经济发展水平有着至关重要的作用。因此，在石油运输和储存过程中，就应加强对其的保护，确保选择更加优良的储存材料，来避免石油管道和储罐出现腐蚀，以此就能更好的保障我国能源安全。本文就针对石油管道和储罐的腐蚀及其防护技术展开具体的分析与讨论。

1石油管道的作用和地位

在当今运输方式上，石油管道运输占有重要地位。正是由于当今石油管道技术的成熟，才方便了人们对于能源资源的需求和利用。石油管道是向人们运输石油资源的主要方式，它主要具有三个重要作用：一是运输成本低。石油管道输送的载体是管道本身，具有较强的经济性，其建设和运输过程当中受其他因素影响较小，因此成本较低。且它在运输过程当中极易实现自动化，相关运营人员少，成本低。二是占地少、建设快。在石油管道的建设当中，通常只会每千米临时占用土地1.8万平方米左右，相比其他运输方式的永久占地面积少了0.2万平方米左右。主要优势表现在：在竣工之后，依旧能够使用土地面积的概率高达99%。且石油管道，仅仅可埋藏于土地之下，还可深藏于海底与江河之下。此外，据研究表明，石油管道的建设周期比其他运输方式的建设周期短了至少30%，因此具备建设速度快的特性。三是运输量大。拿铁路和石油管道这两种运输方式进行比较，一条管径为720mm的石油管道，每年可一次性地运输将近2000万吨的石油，且运输速度极快。而铁路油罐车的容量是2000吨，且需要来回两趟跑。相比之下，可见石油管道的运输量之大，且运输之便利。因此，石油管道对于人们的生活以及社会的发展具有重要的作用，是当代不可或缺的重要运输渠道之一。

2石油管道被腐蚀的原因

针对石油管道被腐蚀这种现象，本文找出了主要四类管道被腐蚀最常见的四种原因：化学腐蚀、电化学腐蚀、金属材料不均匀性腐蚀以及微生物的腐蚀。一是化学腐蚀是石油管道被腐蚀的主要表现之一。通常在具备高温的条件下，管道内极其容易出现氧化反应，也可能出现脱碳问题。那是因为石油管道内部通常是由钢材这种重要材料制作成，这就不可避免地增添了管道里面的活跃金属。而石油在管道内流动的时候，就会与这些活跃金属接触，管道内的硫化物就会与活跃金属产生化学反应，从而对管道本身产生腐蚀作用。二是电化学腐蚀。所谓的电化学腐蚀，顾名思义就是指电化学反应引起的石油化工管道遭受腐蚀。而造成电化学反应就是指是管道材料中的金属与电解质在接触之后产生了反应而造成的结果。而这种电化学腐蚀，简单来说就是人们日常生活中所说的“生锈”，其反应条件需要有金属和水。而管道本身就有金属制作而成，因此它的内部表面有一定的吸水能力。每当遇到潮湿的天气时，管道内部的表面就会被吸满一层薄薄的水膜。在水与金属的长期接触下，产生了电化学反应，从而产生红褐色的铁锈。深入来讲，正是由于金属中的铁元素电解之后变为了有离子的铁离子，铁离子与水膜反应产生了氧化反应，就出现了“生锈”这种情况。在日积月累的电化学腐蚀之后，管道本身的材质就会慢慢被腐蚀。三是金属材料不均匀性腐蚀。石油管道本身存在的金属材料不均匀的情况也会造成管道被腐蚀的结果。由于管道自身的质量问题造成管道中金属材料不均匀，或者是旧管道与新管道衔接，以及石油管道在改造之后出现的不均匀金属性质，都可能会出现金属材料不均匀问题，都极易造成管道腐蚀。这是由于管道之间的组织成分出现各种差异，进而产生了电位差，从而造成了管道腐蚀的结果。四是微生物的腐蚀，这是石油管道腐蚀现象的常见表现之一。石油化工管道腐蚀分为外部腐蚀和内部腐蚀，管道外部的腐蚀就是因为微生物通常会在管道上大量聚集和活动而造成的。根据实验结果表明，石油化工管道外部的腐蚀是由于微生物活动造成的结果占30%左右。不管石油化工管道是属于地上还是地下，其受微生物的腐蚀结果都不会变。被深埋于地下的石油管道，也不可避免地会遭到土壤中微生物的腐蚀。而土壤中的微生物通常是相对分散活动的，这就会造成石油管道外部出现点状形式的腐蚀现象，如图1。

图1 石油管道腐蚀

3降低石油管道腐蚀率的防护技术措施

3.1研究管道防腐涂层技术

目前来看，伴随着我国经济的飞速发展和科学技术的不断进步，国内的石油管道防腐技术越来越多，新型的防腐技术被应用到石油运输工作当中，解决了很多石油管道腐蚀问题，有效推动了石油运输工作的发展和进步。实际上，目前最常用的防腐技术就是防腐涂层技术，这项技术要求工作人员在管道外面一层刷上防腐层，整个防腐层必须包裹整个运输管道，才能有效防止管道被侵蚀。防腐涂层应用主要原材料有石油沥青、聚乙烯、熔结环氧粉末。具体来讲，将石油沥青类的材料涂到管道上就相当于在管道外面涂满胶带，这种方法操作容易，花费的资金相对来说也比较少。聚乙烯材料的防水性和防腐蚀性能比较高，有效作用时间比较长，综合考虑各种因素时，选用这种材料是比较经济实惠的。而材料为熔结环氧粉末的防腐涂层，耐磨性较高，不受高温影响，高温下的应用效果较好。

3.2分析电流阴极防腐技术

管道外防腐涂层技术能够保护管道外层不受侵害，可是因为石油管道所处环境是不断变化的，石油开采工作具有复杂性，所以管道涂层防腐工作中仍存在很多难以解决的问题。在使用管道的过程中，一旦出现小面积严重腐蚀的现象，就很容易出现石油泄漏问题。由此可见，处理此类问题时，涂层防腐技术就没有效果了，这时就应该应用电流阴极防腐技术，利用电流流向控制石油管道腐蚀问题。想要应用此类技术，就必须准备很多机械设备，需要投入大量资金，防腐成效比较高，可以用在大规模铺设石油管道的区域。

3.3研究缓蚀剂防腐技术

此种技术简单来说就是使用缓蚀剂缓解管道腐蚀情况，从源头上对腐蚀成分进行阻止，因此在进行油田管道防腐工作时，需要加入一些缓蚀剂。目前来看，进行管道铺设工作时经常会选择这种方法，既能够减少资金投入，也能在最短时间内看到成效。实际上，缓蚀剂防腐技术就是应用了吸附方式，把成分因子和石油管道紧紧连到一起，促使管道外围金属电流出现变化，在电流和空气中间建设了一个保护层，最终起到延缓管道腐蚀速度的作用。

3.4活性金属防腐

化学反应是导致石油管道和储罐发生腐蚀的主要原因。因此，只有充分了解到化学反应的发生机理，才能在一定程度上减缓管道和储罐发生腐蚀的速率。其中，绝大多数管道和储罐的材质都是金属性质，性质相对活泼，其在化学反应中主要呈阳性，这样一旦其受到外在因素的影响失去电子后，就会产生阳离子，进而也就会形成阳极。与此同时，阴离子也会成为阴极，此时一边为阳极一边为阴极的状态，就使管道呈现出一种电池的状态，以此也就加剧了管道的腐蚀速度。因此，在具体改良时，就应打破管道所形成的电池状态，可在管道中加入比金属更加活泼的金属元素，这样就能降低管道发生氧化的情况，以此也就能实现对管道的有效保护。

4降低石油储罐腐蚀率的防护措施

4.1石油储罐的内部防腐

罐内是石油直接接触的主要部位，故做好石油储罐的内部防腐就显得尤为重要。其中，在开展具体的防腐工作时，一般会根据不同的石油类型来选择不同的存储罐进行装填。其中，一般的储罐主要有：顶罐和浮顶罐两种。而不同的储罐类型其所具备的防腐能力也就不尽相同。对于石油直接接触的部分而言，其一般会发生气体腐蚀，而有些气体像二氧化碳或者水蒸汽等会随着石油输入，进而就会与石油所挥发的一些气体产生化学作用，产生酸性气体，以此也就会腐蚀石油储罐的顶部。根据相关研究表明，气体腐蚀的效果要远远大于直接接触石油液体部分的罐体，有时甚至会超出其10倍以上。此外，石油资源在运输过程中会由于罐体的不稳定而产生晃动，而持续性的晃动就会导致石油挥发出更多的气体，而气体与液体的反应，也会产生更加严重的腐蚀。倘若石油与罐底的接触时间较长，也会发生一定的腐蚀。但是，诱发罐底发生腐蚀的因素还较多，但归根结底多为化学腐蚀。因此，就可选用涂层防腐技术，并选用像环氧类涂料等具有高耐腐蚀性能的材料，这样就能实现对罐底的有效保护。

4.2石油储罐的外部防腐

储罐外部腐蚀常常是由于空气环境导致的，其腐蚀程度常常会受到空气质量和气候因素的影响。例如：沿海城市的水气和湿气相对内陆而言较高，且工业较为发达地区的空气污染程度也较其他地方高，相对应的石油储罐被腐蚀的概率也就较大。因此，在进行具体防护时，就可在石油储罐外部涂抹一定的涂层材料，并且尽量选择有防水性能的油漆或者油脂等材料，必要时也可选择耐腐蚀性较强的材料，这样就能减少罐体与外界环境的接触面。此外，在储存石油资源时，应尽量的减少腐蚀性添加剂的使用，最好选择不锈钢材料的储罐，以此就能有效的降低储罐被腐蚀的几率。

5应用防腐技术的具体方案

5.1合理选择材料，科学规划防腐方案

管线材料的好坏直接关系到输油管道防腐蚀性能的强弱，研究表明，污水腐蚀性是比较强的，在低压污水情况下，如果选用玻璃管或者是钢架复合管，就会出现腐蚀问题。首先，若想提升管线抗腐蚀能力，就必须选择非金属管线。其次，管线的曲率半径必须不小于管线直径的三倍，进而有效避免湍流造成的腐蚀问题。最后，在进行管道连接工作时，选择的焊材必须和管道材料一致，防止出现一系列化学反应，导致腐蚀问题出现。

5.2正视管道腐蚀问题，精选制造工艺

制作管线道路时，必须精选制造工艺，一旦制造工艺出问题，防腐性能就不能符合标准要求。具体来讲，如果施工地是注水开发区，那么就要注意不要把清水和污水相混合，稍不注意就会出现污垢，产生腐蚀问题。另外，想要确保防腐技术的有效性，必须提升涂层工艺水平，加强监管工作力度。最后，外部条件对管道问题的影响力是非常大的，很多线路所在的外部环境都比较差，所以相关工作人员必须加大监察力度，检查管线的应用情况，了解管线腐蚀情况，根据现实状况采取相应的解决方案，防止出现因管道腐蚀导致的安全问题。

结束语

不断的研究与分析石油管道和储罐的腐蚀及其防护技术，对于实现对石油管道和储罐的合理化保护，降低石油管道和储罐被腐蚀的可能性以及合理的保护石油资源，促进我国的能源发展都具有至关重要的作用。想要减少石油管道和储存罐的腐蚀，就要依据实际情况选择各类保护方法，另外在能源方面也要提高石油的本身质量，选择防腐效果好的材料进行管道和储罐的制作。

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