污水沉降罐介质腐蚀性分析

刘建发

（大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江 大庆 163000）

1 污水沉降罐腐蚀现状

污水沉降罐是油田采出液处理的重要设备，主要功能是通过沉降、混凝等实现油水分离，污水由进水管线进液，经中心反应筒后配水沉降，上部含水油经收油装置进入收油管线，下部水进入集水管重新进入中心反应筒后配水沉降，加热盘管用于保持罐内介质温度；调节水箱用于调节储罐内部介质液位。污水沉降罐日常运行时上部有气相空间。

随着开发深入和站场运行年限增加，污水沉降罐腐蚀日趋严重[1]。截至2020年，某采油厂在役污水处理系统钢制储罐总计376座，其中运行10年以上的储罐214座，占比达55%以上。2015～2019年间，某采油厂有44座污水罐因腐蚀原因维修，占同期污水罐总量的11.7%，其中沉降罐维修占68%以上，主要维修部位为伴热管线，更换率超过86.7%；水箱更换率为53.3%；重做内防腐比例为46.7%；更换罐顶板2座、罐底板3座、更换部分底部罐壁或罐壁腐蚀贴铁板7座。统计数据显示运行年限超过10年后，维修量显著增加。

2 污水沉降罐腐蚀性调查

在某采油厂选择13座污水沉降罐，选用与罐材质相同的Q235A试片，按照罐内腐蚀环境的典型性，确定测试部位，罐内典型的腐蚀环境包括罐上部气相腐蚀环境和罐下部液相腐蚀环境。试验90天后取出试片，经过酒精丙酮清洗，对试片进行宏观观察和微观分析，得出试片平均腐蚀速率；通过测量试片腐蚀坑深度，计算局部腐蚀速率。

2.1 污水处理系统储罐不同部位介质腐蚀性

数据统计结果表明，一次沉降罐、二次沉降罐上部气相介质平均腐蚀速率均高于下部液相介质，其中8座污水站沉降罐上部腐蚀速率达到严重腐蚀等级。

2.2 腐蚀因素分析

对沉降罐内取出的试片进行处理，以宏观观察结果为基础，选择腐蚀严重的试片进行微观形貌及微区成分分析[3]，初步判断挂片腐蚀成因，为腐蚀措施的制定提供理论依据。

2.2.1 沉降罐上部腐蚀因素分析

污水沉降罐介质腐蚀性超过严重腐蚀等级的储罐，通过观察污水沉降罐上部试片的宏观腐蚀形貌可知，上部腐蚀特征为均匀腐蚀。对污水沉降罐上部介质腐蚀产物成分进行分析，主要产物有Fe3O4、Fe2O3、FeO、FeO（OH）（FeOOH）等铁的氧化物，还有FeS、FeCO3等细菌腐蚀产物及少量的S8、CaCO3、SiO2等采出液中携带的杂质等。综合以上可知污水沉降罐上部主要腐蚀特征为均匀腐蚀，腐蚀产物较厚，腐蚀主要因素以氧腐蚀为主，细菌腐蚀为辅。

2.2.2 沉降罐下部腐蚀因素分析

污水沉降罐中下部介质腐蚀性多数较轻，通过观察污水沉降罐上部试片的宏观腐蚀形貌可知，部分储罐存在明显的点腐蚀，或虽无腐蚀坑深，但宏观形貌上已经具有点腐蚀倾向。对沉降罐下部腐蚀产物化验发现，成分主要为FeS、FeCO3，部分罐有少量的Fe3O4、Fe2O3、FeO（OH）（FeOOH），同时还有少量的CaCO3、SiO2、CaSiO3、MgSiO3。综合以上可知，沉降罐下部主要腐蚀特征为局部腐蚀，腐蚀主要因素为细菌腐蚀以及氧腐蚀。

3 结论及建议

3.1 结论

污水沉降罐上部气相介质平均腐蚀速率高于下部液相介质。

污水沉降罐上部主要腐蚀特征为均匀腐蚀，腐蚀产物较厚，腐蚀主要因素以氧腐蚀为主细菌腐蚀为辅。

污水沉降罐下部主要腐蚀特征为局部腐蚀，腐蚀主要因素以细菌腐蚀，氧腐蚀为辅。

投加杀菌剂可减少罐底部点腐蚀，但杀菌剂对抗盐聚驱腐蚀性影响还需要进一步验证。

3.2 建议

（1）针对污水沉降罐内部细菌腐蚀问题，建议在污水工艺环节的始端加杀菌剂进行灭菌处理。同时进一步深化研究杀菌剂加药点、加药类型、加药方式等对介质腐蚀性的影响规律，建立有效抑制腐蚀的杀菌技术；

（2）由于污水沉降罐内部上部介质腐蚀较下部严重，建议加强严重腐蚀等级的污水沉降罐罐顶和水箱腐蚀监测，每3～5年进行一次涂层、壁厚减薄量、点蚀深度等腐蚀性能测试；

（3）部分沉降罐下部存在较严重的点腐蚀，建议按照“重点锈蚀部位加密布置，阳极数量与保护面积成比例”原则增加底部牺牲阳极[5]。