储水罐内腐蚀规律及微观原因探讨

王申珅

（大庆油田水务公司涉水制品设备分公司，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

虽然我国当下在钢产品的防腐蚀方面获得了一定的技术进步，明显延长了钢产品的使用时长，但是储水罐还是有腐蚀的情况。是因为污水里面包含的介质均有着较大矿化度的特点，常见的有CO2、H2S和高盐成分物质等，这些介质的构成一般较为繁杂且温度偏高，易导致储油罐出现大面积的腐蚀现象，最终致其使用时长缩短，相应的维护开支不断增加。

1 油田储水罐概述

储水罐是油气开采运输体系中必不可少的重要器具，是石油、石化领域油产品运输、存放，利用水处置技术安全运转所不能或缺的重要设备[1]。按其构造不同可分为固定顶和浮动顶两种类型，前者的拱形状顶部和本体是通过焊接固定的，罐的内部随着油表面升降改变会出现空气流入和油产品挥发的空间，使油产品损耗存在引发火灾的隐患，后者装配有浮盘部件，紧紧贴附于存放物质表层，这样一来可以把空气完全隔绝在外避免油气挥发，降低火灾爆炸风险。浮顶储水罐又可以分成两种，分别是内部浮顶和外部浮顶，前者上面有固定拱顶可以有效预防风沙雨雪粉尘进入，但这种储水罐需使用到大量钢材，而且很难进行规模化发展，主要用在汽油航空煤油等成品油产品的存放方面。后者的浮顶直接显露在大气当中，浮顶上面装配排水部件，立体柱子和人孔等部件较易修理，一般被用来存放原油和污水使用。

2 储水罐内部腐蚀规律

2.1 驱替方式不同对储水罐不同部位腐蚀的影响

储水罐从上部到下部，分别为气相、气液和液相，通过解析储水罐各部位的水介质分析用钢腐蚀规律可得知，采用聚驱方法侵蚀更厉害，点蚀速率最高可达0.619mm/a，而水驱动方法最高点蚀速度是0.357mm/a。在其中部，水驱类储水罐的气液位置最易受到腐蚀，点蚀速率最高可达0.976mm/a，采用聚驱方法最高点蚀速率则为0.667mm/a。在储水罐下面使用聚驱方法侵蚀最为严重，点蚀速率最高可达1.714mm/a。

2.2 同一驱替方式对储水罐不同部位腐蚀的影响

通过解析储水罐各部位水介质给用钢腐蚀规律可得知，在储水罐上面，采用聚驱方法侵蚀程度较为厉害，点蚀速率最高可达0.619mm/a，而水驱动方法最高点蚀速率为0.357mm/a。在其中部，采用水驱方法侵蚀程度较为厉害，点蚀速率最高可达0.976mm/a，采用聚驱方法最高点蚀速率是0.667mm/a。在储水罐下面使用聚驱方法侵蚀最为厉害，点蚀速率最高可达1.714mm/a。

3 储水罐内壁腐蚀微观原因分析

罐内部的气相环境一般构成较为均匀，腐蚀也会出现均匀性的特征[2]。这个部位的气相原油及采集水散发出来的硫化氢酸性气体，外面经过呼吸阀进入罐内部的水分、二氧化碳等气体，在罐壁上凝聚酸性液体，进而会引发化学腐蚀。

3.1 CO2腐蚀

在二氧化碳腐蚀环境当中，碳钢腐蚀的原理较为繁杂，由于CO2进入水之后会严重侵金属原料，在同等pH值下，CO2的总酸度会高过盐酸，因此大部分学者均认为CO2给钢铁带来的腐蚀情况会比盐酸来的厉害。目前CO2引起的腐蚀主要有均匀性和局部性两种。

3.2 H2S腐蚀

研究发现，在储水罐的钢质用材中，Al、Ti等元素成分会提升钢材的抗H2S腐蚀性，而Mn、S等因素成分会加大H2S腐蚀钢材的程度。C和Cr元素成分也会给H2S带来这方面的显著影响。一般情况下，钢材当中C的品质数值高于万分之四的时候，C数量的增长会让钢材的抗H2S特性减弱；当这个数值低于万分之四的时候，C数量的增长会让钢材的抗H2S特性变强。钢材当中Cr含量会给H2S腐蚀带来较大影响。一些研究证明，只有当Cr品质数值超过12%，钢材抗H2S能力才会有明显提升，这也是抗侵蚀钢材Cr品质分数一般都高于12%的原因。

3.3 SRB细菌腐蚀

储水罐的底部水体通常掺杂有较多泥沙，常规温度比较高时会形成厌氧特性环境，且比例较高，给SRB提供了存活环境和营养，SRB直接或者间接参与腐蚀进程，导致污水给储水罐的底部及其罐壁造成的较大程度的腐蚀。

4 结语

在防腐蚀举措上，对于聚驱类型储水罐，关键防腐蚀部位应在其中下部分；而对于水驱类型储水罐，应考虑其中上部分。在选择储水罐保护方式时，应按照内部储藏液体的构成，参考相应温度值，储存时长等因素，使用涂料保护或者涂料保护与阴极防护相融合的方式。在选择涂料的时候，应选用抗化学腐蚀特性较好、抗渗透特性较强的，这样在存放油水掺合液体时其品质不易生变，另外还要选用涂层拥有较高附着力的，这样可以稳固地附着在金属外表，强化对储水罐内部的保护。