第五章储运工程中金属腐蚀的特点及防护方法课件

第五章第五章第五章第五章 储运工程中金属腐蚀的特点及防护方法储运工程中金属腐蚀的特点及防护方法储运工程中金属腐蚀的特点及防护方法储运工程中金属腐蚀的特点及防护方法 第一节第一节 地下管路腐蚀特点和防护方法地下管路腐蚀特点和防护方法 一、腐蚀特点一、腐蚀特点 油气产地与加工利用、消费区域位置的不一致，常常需要采用长距离管道运输。从偏僻的矿区或海上油气田到繁华的城市，管道要翻山越岭，穿越江河湖海，跨过冻土、峡谷。占管道大部分的埋地管道，主要受不同的土壤腐蚀，并受杂散电流和细菌的影响。7/16/20241西南石油学院储运研究所 管道内部输送的油气介质中，常含有游离水、各种盐类、二氧化碳、硫化氢等腐蚀介质，也多有腐蚀性。因此，管道外壁，内壁均可能遭受腐蚀。由于所输介质是易燃易爆的石油和天然气，输送压力又比较高，腐蚀可能造成严重的事故和巨大的经济损失。7/16/20242西南石油学院储运研究所二、防护方法二、防护方法 针对产生腐蚀的原因，国内外常采取下述防腐蚀措施：l、选用耐腐蚀材料 在特定环境下选用耐腐蚀材料在经济上也是合理的。在国外城市煤气管网中逐步推广应用聚氯乙烯管。在海洋油气管道中建议采用含铜钛的合金钢管等。2、在输送或储存时的介质中加入缓蚀剂抑制内壁腐蚀。7/16/20243西南石油学院储运研究所 3、采用内、外壁防腐涂层 在管道内壁喷涂环氧树脂等，不仅可以防止内壁腐蚀，还可以减少输送介质的摩阻。外壁涂层主要用沥青玻璃布和塑料涂层。4、采用阴极保护 在管道上通以阴极电流防止管道外壁由土壤造成的腐蚀。由于难以做到绝对完好的表面涂层，所以管道的腐蚀控制提倡外涂层与阴极保护联合应用。这样涂层不至于太厚，保护电流也小。见表5l。7/16/20244西南石油学院储运研究所表5l 不同类型覆盖层所需的保护电流密度 7/16/20245西南石油学院储运研究所 三、防腐绝缘层三、防腐绝缘层 所有埋地金属管道表面都应涂防腐蚀的覆盖层，或习惯称为防腐绝缘层，其功能在于隔绝腐蚀介质、切断腐蚀电池的外部电路，是管道防腐的第一道防线。(一)防腐绝缘层的质量要求 防腐绝缘层质量的优劣主要取决于它的粘结力和耐老化性。要得到性能良好的覆盖层，除选用合适的材料外，还需选用先进的施工工艺。其质量必须满足下述要求：7/16/20246西南石油学院储运研究所 l、有良好的电绝缘性 覆盖层电阻率不应小于10,000m2；耐击穿电压强度不得低于按种类制定的标准指标。2、有一定的耐阴极剥离强度的能力。3、足够的机械强度 有一定的抗冲击强度，以防止由于搬运和土壤压力而造成的损伤；有良好的抗弯曲性，以确保管道施工时不致因受弯曲而损坏；有较好的耐磨性，以防止由于土壤摩擦而损伤；有足够的强度指标；与管道粘结性能良好。7/16/20247西南石油学院储运研究所 4、有良好的稳定性 耐大气老化性能好；化学性能稳定；耐水性好吸水率低；耐热性能好，既保其在使用温度下不变性、不流淌、不加速老化；耐低温性能好，确保在低温条件下不龟裂、不脱落。5、覆盖层破损后修补容易。6、抗微生物性能好。(二)常见外防腐绝缘层，见表52。7/16/20248西南石油学院储运研究所 表5-2 外防腐层的性能及使用条件 7/16/20249西南石油学院储运研究所 沥青防腐层结构或称防腐绝缘层等级，一般分为普通级、加强级和特加强三种。根据埋设处的土壤腐蚀性等因素来选择，如对于穿越河流、铁路、居民区、有杂散电流影响等地段，采用加强或特加强级。七十年代以来，随着管道向极地、海洋等自然条件严酷地区的发展和加热输送管道的增多，管道防腐层的选用着眼于发展复合材料或称复合结构，以满足防腐、绝缘、保温、增强和加重等多功能的要求。7/16/202410西南石油学院储运研究所 (三)特殊情况下的外防腐层 1、防腐保温涂层 用于热油管道的保温、防腐的复合结构。常用硬质、闭孔的聚胺酯泡沫塑料作保温层，外面再包覆高密度聚乙烯，形成外壳。2、水下管道防腐涂层 目前在海洋管道上采用的较典型的结构是在无机锌二次处理的底漆上涂敷环氧树脂的粘结层和中间加强层，最外层是聚丙烯乙烯树脂。7/16/202411西南石油学院储运研究所 3、沼泽地区的地下管道 其特点是土壤含水率高，沼泽土中含有较多的矿物盐、有机酸、碱等，还有细菌腐蚀。因季节变化土壤的膨胀收缩严重，故对沼泽地区防腐层的化学稳定性及电绝缘性要求更高。一般由三层组成，第一层保证粘结及电绝缘性，第二层为特殊抗水层，第三层为加重管道及保证机械强度的保护层。4、用顶管法敷设的管道 管道的穿越管段用顶管法施工时，绝缘层必须有较高的抗剪耐磨强度。在长期使用下不修理，仍能保证可靠的抗蚀能力。7/16/202412西南石油学院储运研究所 四、管道的阴极保护 目前已广泛采用阴极保护方法来保护地下和水中的金属构筑物，阴极保护就是要消除金属结构上的阳极区，使金属腐蚀得到控制。埋地油气管道根据不同的环境，选用外加电流的阴极保护或牺牲阳极的阴极保护。(一)阴极保护参数 为使某一腐蚀过程得到抑制，外加的保护电流必须达到一定的数值，或使经外电流极化后的阴极电位降到一定的值。故在阴极保护中常采用最小保护电位或最小保护电流密度作为衡量是否达到完全保护的指标。7/16/202413西南石油学院储运研究所 1、最小保护电位 为使腐蚀过程停止，金属经阴极极化后所必须达到的电位称为最小保护电位，也就是腐蚀电池阳极的起始电位。其数值与金属的种类、腐蚀介质的组成。浓度及温度等有关。根据实验测定，碳钢在土壤及海水中的最小保护电位为-0.85伏左右（相对饱和硫酸铜电极）。在细菌繁殖激烈的地区，此值还需要负移100毫伏，即-0.95伏。按此数值保护的管道，保护度一般在95以上。7/16/202414西南石油学院储运研究所 也有人主张采用比自然电位负0.250.3伏的数值作为最小保护电位，当有生物腐蚀共同存在时电位而负移O.4伏。后一标准适用于裸管或保护层很差的管道，以免浪费电流。对于保护良好的埋地管道，两种标准在数值上是相近的。2、最小保护电流密度 最小保护电流密度是指为使金属得到完全保护，所必需加入的最小保护电流密度。最小保护电流密度的数值与金属和腐蚀介质的性质、组成，绝缘层质量等许多因素有关。在不同条件下其数值变化很大。钢在不同介质中的最小保护电流度见表53。7/16/202415西南石油学院储运研究所表53 钢在不同介质中的最小保护电流密度 表面状态不同的钢管，最小保护电流密度见表44，可以看出：裸管比有绝缘层的管道需要的保护电流密度大得多；土壤电阻率愈小，需要的保护电流密度愈大。7/16/202416西南石油学院储运研究所表54 不同表面状况钢管的最小保护电流密度 7/16/202417西南石油学院储运研究所 由于在实际工作中很难测定腐蚀电池的阴、阳极的具体地点和面积大小，故上表所列数据都是按与电解质接触的整个被保护金属表面计算的，类似的试验数据对于较小的金属构筑物，如油罐的罐底、平台的桩柱等是适用的。对于沿途土壤电阻率和防腐层质量变化较大的长距离管道，则往往偏差较大。故对于管道的阴极保护，常以最小保护电位和最大保护电位作为衡量标准。7/16/202418西南石油学院储运研究所 3、最大保护电位 管道通入外加电流后，其负电位提高到一定程度时，土壤液中的H+会在阴极上还原，管道表面析出氢气。氢的析出会减弱甚至破坏绝缘层的粘结力，加速绝缘层的老化。不同绝缘层的析氢电位不同。沥青绝缘层在外加电位低于-1.2伏时开始有氢气析出，当电位达到-1.5伏时有大量氢气析出。因此，对于沥青绝缘层最大保护电位取-1.2伏（相对硫酸钢电板）。聚乙烯涂层的最大保护电位可取-1.50伏。其它防腐绝缘层，最大保护电位应经过实验确定。如聚乙烯涂层的最大保护电位可取-1.5伏。7/16/202419西南石油学院储运研究所 五、阴极保护的干扰腐蚀 l、金属构筑物的阴极保护系统，其保护电流流入大地，引起土壤电位改变，使附近的金属构筑物受到地电流的电解腐蚀，这种腐蚀称为干扰腐蚀。干扰腐蚀可分为以下几种类型：a.阳极干扰 在阳极地床附近的土壤将形成正电位区，其数值决定于地床的形状、土壤电阻率及地床输出电流，若有其它金属管路通过这个区域，则有电流从靠近阳极地床部分流入而从管道另一部分流出，在流出地方发生腐蚀。这种情况称为阳极干扰。7/16/202420西南石油学院储运研究所 b.阴极干扰 阴极保护的管路，附近的土壤电位较低，若有其它金属管路经过这个区域时，则有电流从远端流入金属管路，而从靠近阴极保护管路的地方流出，流出的地方发生腐蚀，称为阴极干扰。阴极干扰影响的范围较小，通常局限于管路交叉处。7/16/202421西南石油学院储运研究所 c.合成干扰 在城镇或工矿区，长输管路常常经过阴极保护系统的阳极地床后又经过阴极区域，在这种情况下其干扰腐蚀由两方面合成。在阳极区获得电流又在交叉处阴极吸引下泄放电流引起腐蚀，从而构成合成形式的干扰腐蚀。7/16/202422西南石油学院储运研究所 d.诱导干扰 土壤中电流以某一金属构筑物作媒介所引起的腐蚀称诱导干扰蚀。如地下金属管路经过某阴极站的阳极地床附近而不靠近阴极，但是它靠近另一条地下管路（或其它金属构筑物）此管路恰好又与被保护管路交叉，在这样情况下，将有电流从阳极区附近进入靠近的管路经交叉管道最后在阴极区流出。在这两条管路流出电流的部位遭到腐蚀。7/16/202423西南石油学院储运研究所 e.接头干扰 接头处由于电位不平衡而引起的腐蚀。例如油气田回注水管道，在绝缘法兰两端管路内壁上引起的腐蚀称接头干扰蚀。干扰腐蚀形式见图517。2.对干扰腐蚀，可采取下述防护方法：a提高防腐绝缘层的质量。b.设计时应使未保护管道尽可能远离用极保护系统。c.对于阳极干扰腐蚀，可以在距阳极较远有电流从管道流出的部位安装一个牺牲阳极，使干扰电流经牺牲阳极流入地下。7/16/202424西南石油学院储运研究所图517干抚腐蚀示意图a.阳极干抚 b.阴极干抚 c.合成干扰 d.诱导干扰 e.接头干扰 7/16/202425西南石油学院储运研究所 d.采用“均压线”方法，即将未保护管道与阴极保护道用导线连接起来，同时进行阴极保护。其连接点最好放在腐蚀最强的地方，在接头的连线中附加一电阻器。以便调节未保护管道受保护的程度。对于平行管道，可采取一个阴极站综合保护在管道沿线每隔500米左右进一均压线，保持各处电位平衡。但要注意防止在切断电源时在平行管道之间由于自然电位不同而形成腐蚀电池。7/16/202426西南石油学院储运研究所 六、交流输电线对管道的影响 一般来说，交流电引起的腐蚀比直流电小，象钢、铅和铜这些金属因60周交流电引起的腐蚀，大约为直流电的1%或更小一些。但是，当高压电线与管道平行架设时，由于蓄电场和交变磁场的影响，在管道上感应出交流电压和电流，它对管道的影响和危害是不可忽视的。7/16/202427西南石油学院储运研究所 在交、直流叠加的情况下，交流电的存在可引起电极表面的去极化作用，使腐蚀加速。交流干扰电压还会影响牺牲阳极的保护性能，不仅使电流效率下降，当交流干扰电压超过某一范围内时，还会发生极性的逆转。尤其是镁阳极，当交流电压大于10伏时，就可能逆转。管道上为什么会产生交流电压？交流电压的出现可能造成什么后果？怎样克服交流电压的影响？7/16/202428西南石油学院储运研究所 1、交流电对管道的影响 把管道看作输电线附近的一根导线，输电线对它的影响可分为四种耦合方式：传导即带电部分直接与管道接通。电容耦合由于输电线、管道和大地均可看作导体，因此输电线路上的电压可通过电容耦合传给管道和大地。电磁感应一根载有交流电的导线周围必然有交变磁场存在，处于这个交变磁场中的管道上就会产生感应电动势。7/16/202429西南石油学院储运研究所 电解耦合土壤中有交流电通过，致使通过该地区的管道在一定的土壤电位梯度下产生电解腐蚀。a.交流电对地下管道用极保护系统的干扰 在输电线正常运动时，管道上可能出现连续和持久的交流感应电压，它会使管道沿线的保护电位发生变化。据国内外实测34伏的交流干扰电压在非碱性土壤中就可能使有阴极保护的管道发生交流腐蚀。在碱性土壤中，10伏以下的干扰电压可认为是安全的。较高的交流电压也会加速绝缘的老化。7/16/202430西南石油学院储运研究所 b.瞬时过电压对人身和设备的危害 中性点直接接地的输电线发生单相短路接地的故障或输电铁塔的接地发生故障时，对附近管道产生的电磁感应电压极高，特别是系统电容量大，电压级别高的电力系统中，短路电流可达1万至6万安培，这时的交流干扰电压达千伏以上。在短路瞬间如有人触及阀门将严重威胁操作人员生命及设备的安全。7/16/202431西南石油学院储运研究所 防腐绝缘层在高电压作用下，可能被击穿形成电弧通道，电弧的高温可能烧芽地下管道，点燃油气造成火灾。当然以上情况不是经常发生的，但在设计时对于管道与高压较电线平行或交叉处，必须采取可靠的安全措施。2、交流电影响的分析 在管道上产生交流感应电压，从产生影响的根源来讲有静电和电磁两种影响，随着电力系统和管道的工作条件不同，对管道影响的程度和后果是不一样的。7/16/202432西南石油学院储运研究所 a.静电影响 当输电线上具有很高的电位，在其周围形成一个静电场，处在此静电场内的管道便会由静电感应形成一定的电压和电流，这种现象称为静电影响，它是一种电容耦合方式。由于交变电场的作用，由高压输电线与管道间和管道与大地间串联的电容耦合形成一个交流感应电压，其大小与输电线的电压等级和不对称度有关。7/16/202433西南石油学院储运研究所 在平行于输电线的地面管道上，如图518（a）所示。管道与输电线之间的电容小，容抗大，产生的感应电压不能忽视。对于理地管道，尽管它有良好的绝缘层，仍然存在泄漏电阻Rl，管道与大地之间的电容可以忽略，由于大地对管道有较好的屏蔽，故输电线与地下管道间的电容耦合可以不考虑。如图518（b）。7/16/202434西南石油学院储运研究所图518 交变电场对管道的影响(a)管子在地面上；(b)管子在地下 7/16/202435西南石油学院储运研究所 b.电磁影响 当输电线中有交变电流通过时，在输电线周围产生交变磁场，当管道与输电线平行时，处于交变磁场中的管道切割磁力线，沿轴线方向将产生感应电动势，这就是电场感应。感应电动势沿管道轴线方向不断迭加，将形成很大的纵向感应电势，并使沿管道各点的对地电位不相等，管道与抢电线平行距离愈长，对地感应电压就愈高。7/16/202436西南石油学院储运研究所 在正常运行时，若三相负荷平衡、则电流矢量和等于零，因而三相输电线对管道的电磁影响近于零。实际上，虽然三相负荷可能不平衡，但总的不平衡是不大的。因此，三相对称输电线对管道的电磁干扰影响不大。7/16/202437西南石油学院储运研究所 对于不对称线路，如两线一地制及电气铁路的馈电线，在正常运行时的不平衡电流可能对管道产生相当高的持续的干扰电压。管道感应的交流电的大小，决定于输电线不平衡电流的大小、平行于输电线路的管道长度、输电线与管道之间的距离、输电线所通过地区的大地导电率、管道绝缘层电阻及钢管的电阻等。7/16/202438西南石油学院储运研究所 在异常运行时，如中性点接地系统发生单相接地的短路事故，见图519。短路相电流急剧增加，可能达到正常满负荷的2040倍，同时另外两相的电流趋于零，极大的单相短路电流会使管道上产生极高的感应电压。图519 中性点接地系统发生单相接地对管道的干抚 7/16/202439西南石油学院储运研究所 因故障而在管道上产生较高的感应电压可能击穿绝缘法兰，电流将从短路的绝缘法兰流失到其它管道或设备上。电磁感应对管道的影响可用一等效电路来表示，如图520。520 交流电磁感应影响 7/16/202440西南石油学院储运研究所 图520(a)表示管道与大地有良好绝缘时在地面上与大地绝缘的管道，管道产生的感应电动势E与其长度L的关系。管道上产生感应电动势的原理用变压器一样图上AB段等效管道，相当于变压器的次级。由于管道与大地的良好绝缘，没有泄漏电流，因而管道相当于开路的电源，其端电压即为感应电动势。7/16/202441西南石油学院储运研究所 但对于埋设在地下的管道如图520(b)，由于防腐绝缘层的缺陷，设每一微分单元中管道与大地的泄漏电阻为RL(它与土壤电用率和绝缘电阻有关)，管道单元长度的电阻R3，电感L1，这样每一单元长度可视为闭合电路，而在每一闭合回路中产生环路电流I3。因此，管道两端的电压山亦称结果电动势）不再等于开路的感应电动势E0而是 7/16/202442西南石油学院储运研究所 I3的大小与泄漏电阻RL有关，RL愈小I3愈大，结果电动势就减小。对于一条没有涂敷绝缘层的管道则泄漏电阻最小，感应电动势的影响最小。管道与输电线在接近，平行长度越长，绝缘层电阻愈大，则管道的感应电动势愈高。7/16/202443西南石油学院储运研究所 正在施工的地面管道可能受到静电感应和电磁感应的综合影响。在气候干燥、土壤电阻率高的地区，即使是已下沟回填的管道，也会受到高压线路的电容耦合和电磁感应的综合影响。这是因为新建管道有良好的绝缘，加上机械回填土后管道与周围土壤的有效接解面积小，即管道的泄漏电阻RL很大，所以感应电压就高，可能危及人身安全。故在高压输电线下的地面上焊接管道时，必须采取临时接地措施。7/16/202444西南石油学院储运研究所 3、消除管道交流电影响的措施 为了消除交流输电线对管道的影响，一个重要的预防措施是要求电力线路的故障时间降到最小。在设计管道时要尽可能使管道与输电线的平行长度减到最小，严格遵循有关的安全规程，还可采用以下措施：a.将管道串联大电容接地，或在管道与电力系统接地之间安装接地电池。接地电池的结构见图521，由一对或几对用绝缘块隔开的锌阳极构成，埋在电阻率低的回填土中。7/16/202445西南石油学院储运研究所图521 接地电池 7/16/202446西南石油学院储运研究所 b.控制电位：为了防止危险电压对操作人员的伤害，方法之一是所有露出地面的金属管道附属设备处，浅埋一盘锌带或镁带。如图522所示，将锌带或镁带的一端接在阀门上时将其螺旋形水平盘绕在裸露的阀杆周围，带盘的直径应足够大，以保证人站在盘外时不能摸到阀门或裸露的管道附件。镁或锌的带盘埋深150毫米，带间距离约300毫米。7/16/202447西南石油学院储运研究所 图522 电位控制装置 7/16/202448西南石油学院储运研究所 当交流输电系统在管道上感应很高的电压时，因为与管道相连的带盘使附近的土壤中的电压上升。于是通过与管道接触的人体，手或脚的电位差便大大降低，消除了操作人员遭受电击的危险。c.为防止绝缘法兰的击穿，可在法兰上安装避雷器或放电器，或法兰的两端与接地电池相连。7/16/202449西南石油学院储运研究所第二节第二节 油田金属腐蚀与防护油田金属腐蚀与防护 一、油田金属腐蚀概况 由1987年石油天然气总公司对国内9个油田金属腐蚀情况调查得知，每年因腐蚀所造成的直接经济损失达3895万元（未包括胜利油田）。据胜利油田生产资料统计，19821988年全油田集结系统因腐蚀穿孔而更换1533次，少产1.25105t原油，1988年注水管道破漏202次，减少注水量7.15105m3；7年中因腐蚀报废污水站6座，近12年内还有8座污水站也需报废或大修。7/16/202450西南石油学院储运研究所大庆油田地处松嫩冲积平原，全境地势低洼，地下水位高，土壤电用率为2060m。可见土壤腐蚀并不严重。主要问题是系统管线设备的腐蚀。据荷兰某油田统计分析得出，管道腐蚀与原油含水有相关性，原油含水超过50，就易形成管道内腐蚀，腐蚀速度与含水率成正比。7/16/202451西南石油学院储运研究所 目前大庆油田已进入高含水开采阶段，因此油田金属霞蚀日趋严重，仅1986年管道腐蚀穿孔11150次，更换管道262km。油田金属腐蚀造成了管、罐、容器的严重腐蚀穿孔，乃至工程报废。例如投资1000多万元建成的北四联，运行时间不长，因站内管线、油和水储罐腐蚀损坏严重，而不得不迁站重建。7/16/202452西南石油学院储运研究所 中原油田自1979年开发以来，腐蚀不但给油田生产造成了严重危害，使油田蒙受了巨大的经济损失，同时也造成了不同程度的环境污染。文一联污水处理站运行仅五年多时间，就全站腐蚀报废折除。到90年底，全油田已有400km管线需更新，急需更换的达150km以上。钢质容器腐蚀报废的9座，腐蚀更新的20座。仅用钢质管道、容器、油管、地面设施等腐蚀损失约4亿元。7/16/202453西南石油学院储运研究所 玉门油田腐蚀状况调查表明，1989年前因腐蚀报废的管线达322.23km，腐蚀报废的油水罐130座。仅1989年因腐蚀穿孔3631次，更新改造条输管线97.33km其费用为180.99万元。二、腐蚀原因分析 l、各种腐蚀介质造成站内、站外污水管、注水管、掺水管和热洗管的内室腐蚀。输送介质中含O2、H2S、CO2、矿物盐和硫酸盐还原菌等，造成化学、电化学和生物共同作用引起的腐蚀。腐蚀形态有均匀腐蚀、孔使、应力腐蚀等。7/16/202454西南石油学院储运研究所 2、油水大循环造成了严重的系统设备、管线内腐蚀。在油田开发过程中，原油从油井中采出，沿集输管网进入联合站，处理后外输。脱出的水进入污水处理站，污水经处理进入注水站注入中进入地层，油田水又随原油采出并进行循环。在这个大循环中，油田水和注入水一般都是矿化度高、水温高、导电性强，并经有一定量的硫化氢和二氧化碳。在清水和污水混注时有适合还原生长的条件，在水处理过程中还进人一定数量的氧。由于这些原因，使油田水的腐蚀非常严重。7/16/202455西南石油学院储运研究所 3、钢质管道内防腐补口 近年来一些油田已作了内防腐涂层的管道，投产不久，仍出现突发性局部腐蚀穿孔。原因是管接头焊接时高温影响使涂层失效，造成在内译注处集中腐蚀。对焊接接头涂层的内、外补口处理，外涂层补口较易进行、管内壁补口技术则是国内外公认的技术难题。7/16/202456西南石油学院储运研究所 4、埋地硬质聚胺脂泡沫“黄夹克”保温管腐蚀 在防腐厂内预制发泡成型时原料配比和料温控制不当，造成保温层发泡不充分、不闭合，管端无防水密封。现场焊缝补口时，保温层被划伤或老化龟裂，使水渗透到泡沫内与阻燃剂反应析出纪离子腐蚀管外壁。这种管道腐蚀速度高达3.6mm/a，在大庆油田、中原油田都发生过类似的腐蚀例子。7/16/202457西南石油学院储运研究所 5、杂散电流影响 埋地集输管线除土壤腐蚀、植物根系影响之外，最严重的是杂散电流影响。横贯油田的高压电力系统在管道上产生的持续干扰电压，引起强烈的杂散电流腐蚀。6、各种钢质污水罐、含水油罐、容器和设备由于工业大气、潮湿环境引起的外壁腐蚀和严重的内腐蚀，使设备寿命大大缩短甚至整个站场系统报废重建。7/16/202458西南石油学院储运研究所 三、防腐蚀对策 l、采取注入水质密闭、脱氧、杀菌、缓蚀和内防队衬里综合治理的技术措施，防止注水和污水系统管线、设备的内腐蚀。2、采用区域性电法保护技术，防止井下和管网、储罐底板的外壁腐蚀。3、加强管道内涂层补口及内涂层质量检测、补涂机具的研制，提高补口技术水平。4、加强新型价廉的保温防腐材料研究，改进聚胺脂泡沫黄夹克防腐保温层质量和补口技术。7/16/202459西南石油学院储运研究所 5、针对金属罐、容器、管线的内防腐问题研究“高效、长寿、经济、实肌系统综合配套”防腐蚀技术。加强防腐涂料名蚀剂、电化学保护、机泵阀门的耐腐蚀材质研究。推广应用聚乙烯、复合玻璃鳞片、环氧煤沥青粉末等新涂层。7/16/202460西南石油学院储运研究所 6、玻璃钢管道应用 玻璃钢管道在胜利油田首次应用是1986年，在辛三站采出水处理中得到应用，后又在永安污水沾的扩建工程中被采用。实践证明玻璃钢管道具有许多优点。不饱和聚植树脂固化成型的玻璃钢，可完全防止污水和盐、碱、土壤对管道内、外留的腐蚀。玻璃钢管道管壁平滑、阻力小，重量轻，虽然一次性投资大一些但使用时间长，经济上是合算的。因此在现河污水站方案设计时，考虑到污水的矿化度高、腐蚀性强，进行技术经济对比后，决定全流程上选用玻璃钢管道。7/16/202461西南石油学院储运研究所 中原油田为了延长注水系统站内管网和容器内部构件使用寿命，站内应用了玻璃钢管道，现在污水处理站内管网已推广应用。新建过滤罐操作间全部应用玻璃钢。文国第一中心污水站开始已将收油罐、斜板沉降罐及冲洗罐、洗井水回收罐和过滤等容器的内部构件全部换成玻璃钢。7/16/202462西南石油学院储运研究所第三节第三节 气田金属腐蚀与防护气田金属腐蚀与防护 天然气从井口采出经分离、计量，集中起来输送到天然气处理厂，含CO2和H2S少的天然气也有直接进入输气干线的情况。在集输过程中管线设备受到湿天然气的电化学腐蚀和外壁土壤腐蚀、大气腐蚀，其中最危险的是H2S腐蚀，其次是CO2腐蚀。7/16/202463西南石油学院储运研究所 一、含硫天然气的腐蚀与防护 含硫天然气在钻采、输气及净化过程中对钢材的腐蚀主要有电化学腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀破裂。四川开发的气田中含硫气田占有相当比例。在含硫气田开发中，腐蚀会造成油套管断裂、井口装置失灵、集输管线爆破等严重事故，不仅影响天然气生产、经济损失，而且严重威胁着人员的生命安全。7/16/202464西南石油学院储运研究所 l、含硫天然气腐蚀的主要类型 含硫天然气对钢材的腐蚀，主要有电化学失重腐蚀、氢鼓泡、氢脆和硫化物应力腐蚀破裂等几种形式。对塑料、橡胶等非金属材料则促使其老化。a、电化学失重腐蚀 如某输气管输送含H2S50ppm的湿天然气，由于管内低凹处积水，形成电化学失重腐蚀，输气仅8个月管壁厚度从8毫米减薄为0.5毫米，致使管段爆破。7/16/202465西南石油学院储运研究所 b、氢鼓泡和氢脆 氢鼓泡是金属在含硫天然气的电化学腐蚀后，在金属中产生从几到几十毫米直径的空泡，有时泡表面的金属发生龟裂或脱层。强度较高的金属，在含硫天然气中发生电化学腐蚀后，虽然金属外观变化不大，但韧性丧失金属变脆，这就是氢脆现象。c、硫化物应力腐蚀破裂 在含硫天然气和拉应力同时作用下产生的破裂。拉应力可以来自外加负荷和内应力，而压应力不会引起硫化物应力腐蚀破裂。7/16/202466西南石油学院储运研究所 2、硫化氢腐蚀 气田开发中经常遇到的腐蚀介质是硫化氢、二氧化碳、有机硫、气田水及氧，其中硫化氢腐蚀有独特的影响。a、硫化氢的腐蚀机理 在760mm汞柱、30时，硫化氢在水中溶解度为3克升，溶液PH值约为4。在水中的溶解度随温度升高而降低，随压力增加而增加。在水中分步离解：7/16/202467西南石油学院储运研究所 在硫化氢溶液中，含有H+、HS-、S2-和H2S分子，它对金属的腐蚀是H+、S2-和H2S在阴极、阳极的去极化过程，其中H2S随条件不同影响也不同。FexSy为各种结构硫化铁的通式，硫化铁组成和结构随硫化氢在溶液中的浓度和PH值而变化。7/16/202468西南石油学院储运研究所 b、硫化氢腐蚀特点 硫化氢离解产物HS-、S2-对腐蚀有加速作用。它们吸附在金属表面上形成Fe(HS)-复合离子，使金属电位向负值移动，促使阴极放氢加速和铁原子键强度减弱，使铁更容易进入溶液。因此，使失重腐蚀速度加快。7/16/202469西南石油学院储运研究所 根据电子图研究，低浓度硫化氢能生成致密的硫化铁膜、主要由FeS、FeS2组成，有保护作用，可显著降低金属腐蚀速度。高浓度硫化氢，生成主要由Fe9S8组成的黑色疏松层状产物、不能阻止铁离子通过，因而没有保护作用，其腐蚀速度比前者可大九倍。7/16/202470西南石油学院储运研究所 硫化氢可引起多种类型的腐蚀，如氢脆和硫化物应力腐蚀破裂等。根据研究认为吸附在铁表面HS-又能阻止氢原子结合生成分子氢。因此，氢原子聚集在钢材表面，使氢原子渗入钢材内部速度加快，文献指出HS-可使氢扩散速度加快1020倍，引起钢材氢鼓泡、氢脆及硫化物应力腐蚀破裂。7/16/202471西南石油学院储运研究所 氢脆和硫化物应力腐蚀破裂的原因。在理论上有各种说法，如内压力理论、晶格脆化理论及应力破裂理论等，至今还未取得一致的看法。比较经典的是内压力理论，认为表面生成的氢原子在向钢材内部扩散过程中上到裂缝、空除、晶错、夹杂物或其它缺陷时，原子氢就在这些地方结合成分子氢,氢分子体积是氢原子的20倍。7/16/202472西南石油学院储运研究所 由于体积膨胀在钢材内部产生极大的内压力，致使低强度钢材鼓泡。高强度钢材塑性变形小，就在钢材内部引起微裂纹，使钢材变脆即为氢脆。硫化物应力腐蚀破裂，就是钢材在足够大的外加拉应力或内部残余张力作用下使钢材微裂纹进一步扩展引起破裂。7/16/202473西南石油学院储运研究所 硫化物应力腐蚀破裂特征：使用时间短，几分钟或几个月内产生突然断裂；呈脆性破坏，断口平整，无塑性变形；起爆口多发生在应力集中的部位；低应力下破坏，有时使用应力只相当于屈服应力的百分之几就会突然脆断。7/16/202474西南石油学院储运研究所 3、含硫天然气对采气、输气设备的腐蚀 a、对采气设备的腐蚀 气体沿井筒上升,温度压力不断降低，当达到气体和凝析油的露点时就会析出水滴和油滴，天然气中含的硫化氢、二氧化碳就溶解在液滴中，并达到饱和引起油管内外壁和套管内壁、井口阀门、阀杆、阀板发生疏化物应力腐蚀破裂和脆断；气流中带有液滴、岩屑和砂粒，使得阀板和弯头等处发生严重冲蚀及磨蚀。腐蚀产物硫化铁还造成阀杆阀板卡死。井口压力表导压管因硫化物应力腐蚀而爆破等事故。7/16/202475西南石油学院储运研究所 b、集输管线的腐蚀 集输管线的腐蚀来自内外壁两个方面。内壁是含硫天然气的腐蚀、外壁是工业大气和土壤腐蚀。7/16/202476西南石油学院储运研究所 内壁腐蚀与油罐腐蚀情况相似，但集输管线腐蚀也有自身特点。高压集输管线56MPa以上的硫化物应力腐蚀破裂一般发生在大面积电化学失重腐蚀之前，随温度升高相对湿度减低，水气冷凝可能性减少，腐蚀速度降低；随气体速度增加，冷凝波被气流带走分布在管壁上，在金属表面形成水膜，使腐蚀速度迅速增加。如果气流速度达到1520m/S，使液膜拉断，这时腐蚀速度下降；地形低凹处积泥引起大面积腐蚀，在气液两相界面处，腐蚀尤为严重。7/16/202477西南石油学院储运研究所 4、防止含硫天然气腐蚀的措施 a、选用耐腐蚀材料 为了确保含硫天然气采输的正常运行。在容器、管线、阀门及仪表等零部件的材质选择上，首先应考虑到这些材质应具有良好的抗氢脆和抗硫化物应力腐蚀破裂的性能，在不能采用缓蚀剂或涂层保护的部位要考虑材质的抗电化学失重腐蚀，如阀门的阀杆和阀板。7/16/202478西南石油学院储运研究所 常用作抗硫阀门阀体阀板基体等部件和用作高压防硫井口、大小四通、阀体、阀兰等部件的 国 产 钢 材 有 ZG25、ZG32、ZG45和35CrMo钢。用作气田压力容器和内部集输管道的国产材料有20g、和O9MnV钢。用作抗流阀门、仪表结构件的材料有国产1Cr18Ni9Ti等用种。常用的非金属材料有氟塑料和氟胶。7/16/202479西南石油学院储运研究所 b、缓蚀剂保护 使用缓蚀剂，显著的优点是能解决在用设备的腐蚀问题。这点对提高设备使用寿命、安全生产、减少环境污染等具有重大意义；其次，缓蚀剂使用简便，用量少。在四川含硫气田采用抗硫材质主要是为防止氢脆及硫化物应力腐蚀破裂，而添加级蚀剂主要是为防止含硫气的电化学失重腐蚀。常用的缓蚀剂有1901、粗吡啶、页氮、7251、川天2-1等。7/16/202480西南石油学院储运研究所 c、工艺性防腐措施 在不降低过程处理能力和不损害生产性能范围内，对原料进行预处理或稍许改变操作条件，以期获得防腐效果，这种方法称为工艺性防腐。它包括腐蚀介质的脱除、温度、压力、流速、应力及PH值的控制。7/16/202481西南石油学院储运研究所 高压集输管线和设备，脱硫不能完全消除天然气对管线的腐蚀，较合理的方法是采用深度脱水，防止含硫天然气的腐蚀；对中低压集输管网及设备可采用脱硫（H2S5mg/m3），防止天然气的腐蚀；对于长输管线，天然气脱硫后还要进行脱水，其目的除防止腐蚀外还能防止水化物形成，减少积水对输气量的影响，在允许条件下，降压输气、井场加热、高流速集气都是防腐蚀的办法。7/16/202482西南石油学院储运研究所 二、气田开发中的二氧化碳腐蚀问题 七十年代以来由于深层含CO2气藏的开发、油田注CO2强化开采工艺的发展及地热井开发等，都促使对CO2腐蚀与防护的研究。7/16/202483西南石油学院储运研究所 我国气田开发中CO2腐蚀问题也日益突出。四川威远气田，从气井中取出的油管有严重的抗蚀甚至穿孔。中坝气田须二气藏不含H2S只含0.54CO2，但从气井中取出的油管腐蚀穿孔；输送脱硫后天然气的某长输管线曾多次爆破，按其腐蚀环境及腐蚀特征，认为主要是CO2腐蚀。华北油田含CO2的气井也出现严重的腐蚀。南海崖13-l气田天然气中含CO210%，胜利油田的气田气中CO2含量达12，华北油田潜山构造伴生气中CO2含量高达42%左右。CO2腐蚀问题是值得重视的。7/16/202484西南石油学院储运研究所 1.二氧化住腐蚀机理 CO2腐蚀可理解为天然气中的地溶解于水，生成碳酸后引起的电化学腐蚀。基本反应式为：阳极反应 阴极反应 7/16/202485西南石油学院储运研究所 有的专家认为碳酸具有相当高的PH值，增加了铁的溶解速度，另一方面未离解的碳酸在阴极反应过程对氢的释放起加速作用。因此在相同PH值条件下，碳酸比其它能完全离解的酸有更大的腐蚀性。7/16/202486西南石油学院储运研究所 腐蚀产物FeCO3、Fe3O4等在金属表面能形成保护膜，有膜保护时腐蚀速度大大降低。膜生成的不均匀或破损，常出现局部的不均匀腐蚀。能否在金属表面生成均匀稳定的保护膜，受到CO2分压、温度、流速、水中各种金属或非金属离子含量、共存的H2S含量、钢材的金相变化等各种条件的影响。7/16/202487西南石油学院储运研究所 2.二氧化碳腐蚀的防护措施 目前防止严重的CO2腐蚀主要措施是用抗蚀金属材料、表面涂层保护、加注缓蚀剂及工艺措施。这些措施必须在着手开发气田时就决定，特别是海上油气田开发，如果最初决定的措施不当，补就十分困难。a、抗蚀材料选择 在湿CO2环境中含Cr的不锈钢有较好的抗蚀能力。七十年代以来9Cr-1Mo、13Cr等马氏体铬钢成功地用于井下管系，而2225Cra-y双相不锈钢的抗蚀能力较前者更稳定。7/16/202488西南石油学院储运研究所 b、加注缓蚀剂 国外常用康托尔（Kontal）系列缓蚀剂及纳尔科（Nalco）公司的2VJ612 N缓蚀剂等，据称对抑制CO2腐蚀有好的效果。c、内壁涂层和衬里 在管道、容器的内圣采用树脂、塑料等涂层、衬里保护，已成为防止腐蚀的常用方法。在压力较高的情况卞采用0.120.2mm厚度的酚醛、环氧改性酚醛树脂类涂料，有较好的抗蚀能力，但不耐磨蚀。为了提高耐磨蚀能力可以加广涂层。地面低压管道及容器可采用玻璃钢或聚乙烯、聚氯乙烯材里效果也比较好。7/16/202489西南石油学院储运研究所 总之天然气开发中的CO2腐蚀是个复杂而严重的问题，其机理有待进一步探索，防护措施亦有待进一步完善。7/16/202490西南石油学院储运研究所第四节第四节 金属油罐的腐蚀与防护金属油罐的腐蚀与防护 金属油罐的腐蚀不仅可以造成油罐损坏，而且会影响油品质量和安全生产。因此，要认真做好金属油罐的防腐蚀工作。7/16/202491西南石油学院储运研究所 据国外统计资料表明，油矿储罐除外壁腐蚀外，其内壁表面一般都会遭受均匀腐蚀和斑点状腐蚀。均匀腐蚀速度为0.041.1mm/a，斑点状腐蚀速度为均匀广蚀的25倍。高的达到3.8mm/a。最普遍和最危险的是腐蚀穿孔，它会导致油品泄漏。在严重的腐蚀条件下，油罐平均使用期限差不多比计划期限减少二分之一。个别情况下油罐两次检修之间的间隔只有一年油罐的保护费用达到油罐原有费用的4045。7/16/202492西南石油学院储运研究所 国内9个油田的统计资料表明，储罐因腐蚀造成的报废率和更新率达8。其中内腐蚀穿孔为外腐蚀的1.5倍。一、金属油罐腐蚀原因分析 钢油罐储存石油和产品，其外壁受大气和土壤的腐蚀，而内壁受油、气和水的腐蚀，自上而下腐蚀情况不同，有不同的机理和特征。7/16/202493西南石油学院储运研究所 （一）油罐外壁和罐顶外表面的腐蚀 外壁和罐顶外表面主要受大气腐蚀。在罐顶凹陷处、焊缝和易积水的部位，大气腐蚀是比较严重的。地下隐蔽库和洞库中的油罐由于所处环境比较潮湿腐蚀就更严重一些。在工业区和沿海设置的油罐由于大气污染和海洋大气的影响，外壁腐蚀就严重得多。7/16/202494西南石油学院储运研究所 （二）罐底板外侧的腐蚀 底板外侧放在基础上，主要受土壤腐蚀的影响，腐蚀程度比外壁严重，有时会出现穿孔腐蚀引起油品泄漏。底板不易检查，修理困难，又是容易发生腐蚀的部位。底板焊接时焊缝附近的防腐层又往往被烧坏，这就增加了腐蚀的严重性。罐底除焊缝附近易腐蚀外，周边也是容易受腐蚀的部位，罐底周边如果没有用沥青很好封住，雨水或顺罐壁流下的滴水就很容易浸入罐底周边部位，使它形成有利于腐蚀的条件。大直径油罐出现不均匀沉陷时，也会因氧浓差电池造成底板外侧腐蚀。7/16/202495西南石油学院储运研究所 （三）金属油罐的内腐蚀 金属油罐内腐蚀的部位和程度，取决于所储油品的性质。通常分为罐顶气相腐蚀；与油品接触的罐壁内侧和与罐底水接触的罐底内表面腐蚀。7/16/202496西南石油学院储运研究所 l、罐顶内部的气相腐蚀 石油和产品常含一定水分，还溶解有氧气，油罐呼吸时吸入空气及油品挥发产生气体所组成的混合气体。当达到一定程度时，水就会在金属表面凝结成水膜。早、晚相对湿度较大，水膜较厚，中午水膜较薄。水膜溶解气相中的CO2、SO2、H2S等介质形成电解质溶液，因此具有化学腐蚀特征。7/16/202497西南石油学院储运研究所 据研究，金属表面氧化皮能影响大气腐蚀的电极反应。因为钢板在热轧加工或长时间暴露于空气中，就会在其表面生成30m左右厚度的氧化皮。氧化皮即锈层，在潮湿的条件下可做为氧化剂，发生阴极去极化反应：当锈层干燥时，具有磁性的黑色Fe3O4又被渗入锈层的氧重新氧化生成Fe2O3。其反应为：7/16/202498西南石油学院储运研究所 当早、晚与中午金属表面干湿交替的条件下，上述反应循环进行，由此可见带锈层的钢能加速腐蚀的进行。另外，油罐中的气体常含少量（约 0.01）的SO2，它的存在被称为“酸的再生循环”作用。SO2首先吸附在金属表面上，由SO2和O2、Fe反应生成硫酸亚铁，其反应：7/16/202499西南石油学院储运研究所 然后，硫酸亚铁水解生成氧化物和游离酸，其反应：硫酸又腐蚀铁，其反应：所生成新鲜的硫酸亚铁再水解生成游离酸，如此反复进行加速铁的腐蚀过程。7/16/2024100西南石油学院储运研究所 含硫原油，在气相中含有较多的H2S。H2O产生分步离解，能促进阴极和阳极去极化，加速腐蚀。当气相中的相对湿度大于80时，这种腐蚀就更为严重。在罐顶气相区如果不存在空气和硫化氢时，表面腐蚀轻微。同理，密封良好的浮顶油罐，隔绝了空气，由空气带进的氧、水蒸汽、二氧化碳、二氧化硫等大大减少。因而浮顶罐比拱顶罐腐蚀较轻。7/16/2024101西南石油学院储运研究所 2、油相对雁髅内侧的腐蚀 油品中含水量和含氧量是决定内壁腐蚀的主要参数。乳化原油的腐蚀 纯烃类化合物没有腐蚀性，它们在金属表面形成有机保护膜，抑制了腐蚀过程。但是乳化原油中含有水相电解质油包水型腐蚀性较小，水包油型的乳液腐蚀性强。原油中含水量的增加，其腐蚀速度增大。但是，当有H2S存在时，腐蚀速度与水的比例关系不大。7/16/2024102西南石油学院储运研究所 根据试验，与原油乳液接触的各层圈板腐蚀速度并不一样，其中部圈板腐蚀速度最大。水在油品中的溶解度主要取决于油品温度。而含氧量以汽油最高，汽油对氧的溶解度比柴油高34倍。因此，汽油罐的腐蚀比柴油罐严重，它比一般的重油罐腐蚀速度要高出20倍。增加油品的收发作业次数，将使吸入罐内的水分和氧气增加，因此能加剧罐内壁的腐蚀。7/16/2024103西南石油学院储运研究所 当油品温度升高时，可加速油品的自然对流，这将造成罐底水分向上运动和油面层的氧气向下运动，这样就会加速腐蚀。甚至发现油罐的向阳面，经常受阳光照射，由于局部对流使它的腐蚀速度可比背阳面增大一倍。油品中的胶质能增强油品对罐壁的保护作用、附氧气与罐壁表面接触，因此它能起到降低腐蚀速度的作用。精馏油品含胶质少，所以精馏油品储罐要比一般油品储罐腐蚀严重一些。7/16/2024104西南石油学院储运研究所 油罐内腐蚀。由于油品的隔离保护作用，油相腐蚀与其它部位相比，相对较轻。常见的汽油罐和溶剂油罐，其腐蚀速度一般在0.0050.2mm/a，腐蚀面覆盖着一层薄锈。3、油水界面的腐蚀 在烃类与电解质溶液两种不相溶的交界面上常发生强烈腐蚀，其腐蚀速度大大高于单相的烃类或电解质溶液。7/16/2024105西南石油学院储运研究所 当硫化氢存在时，这种差别更大。典型的试验曲线如图5-23所示。电解质液含盐越高，界面腐蚀越严重。界面腐蚀实际发生在薄膜溶液下。随着钢表面亲水性氧化膜的生成，界面弯月面形状不断变化，造择性侵润形成的电解液薄膜可一直向烃相中的金属面延伸，这种薄膜一般只有0.003mm厚。7/16/2024106西南石油学院储运研究所碳钢的腐蚀速度 图5-23 二种界面腐蚀机理的比较 7/16/2024107西南石油学院储运研究所 氧和硫化氢气体在烃相与水相中溶解度差异很大，形成气体浓度差式电池是界面腐蚀的主要原因。正如水线腐蚀中缺氧的水下部分是阳极腐蚀区一样，烃电解质溶液界面首先腐蚀的是烃相下的金属。据测定，有9095的失重腐蚀发生在烃相一侧，烃相腐蚀速度可高达34mm/a，而界面电解质溶液一侧腐蚀速度一般不超过0.40.8mm/a。7/16/2024108西南石油学院储运研究所 4、罐底内侧的腐蚀 储油罐的下层圈板和底板直接与水相接触，也是遭受腐蚀的危险部位。油罐底部的腐蚀速度一般为0.20.3mm/a。罐底水通常含有矿物盐、硫化氢、二氧化碳等气体，以及硫酸盐还原菌，金属势必遭到强烈的电化学腐蚀。7/16/2024109西南石油学院储运研究所 在汽油等轻质油品储罐中，一般不存在H2S和CO2，因而不存在酸腐蚀。但氧在轻质油中溶解度较高，一部分溶解氧进入罐底水中，所以罐底仍然存在较轻的（0.0250.05mm/a）均匀腐蚀。重质油储罐的罐底水中含氧少，但含有硫酸盐还原包有机物和硫酸盐、硫化氢和二氧化碳，有利于硫酸盐还原菌生长。因而重质油包括原油储罐的底反内侧是电化学和生物共同作用引起的比较严重的腐蚀。7/16/2024110西南石油学院储运研究所 5、罐底沉积物下的腐蚀 矿物原油储罐在罐底常有岩屑、铁锈、乳化重质油等沉积于罐底，俗称油泥。造成罐底腐蚀的原因有二个：一是各种类型浓差电池作用下的缝隙腐蚀，如氧浓差、盐浓差电池；二是厌氧菌的致腐作用。因为油罐沉积水中含有盐分，又往往缺氧，其温度、PH值也十分适宜厌氧菌生长。据中科院微生物所对沧州油罐调查，发现有些油罐底部的硫酸盐还原菌高达1081010个/ml，并且发现该菌特征性腐蚀产物一硫化铁的存在。所以一般人认为，罐底有沉积物会使局部腐蚀加剧。7/16/2024111西南石油学院储运研究所 二、金属油罐的防护 （一）防腐涂料 1、油罐外壁防腐涂料 地面油罐和比较干燥的半地下油罐，要用红丹防锈漆作为底漆，银粉漆或调合漆作为面漆。银粉漆作为轻油罐的面漆，它具有金属光泽，除防锈外还能反射阳光起到降低蒸发损耗的作用。耐大气型氯磺化聚乙烯涂料在东北原油罐上应用效果也很好。7/16/2024112西南石油学院储运研究所 沥青船底漆主要含煤焦油沥青、氧化亚铜和氧化锌等物质。用它作为洞库、地下和半地下油库的油罐外壁除料效果较好，它具有很好的防潮抗水和防霉性能。7/16/2024113西南石油学院储运研究所 2、罐底外测防腐涂料 罐底外侧常用红丹防锈漆作底漆，面漆为热涂沥青。沥青具有良好的耐水和防腐性能，材料易得，施工简便等优点。但是先涂沥青层然后进行安装焊接，容易把焊缝附近的涂层烧掉。为了克服这一缺点，可采用环氧富锌漆作为防腐涂料。使用玻璃布加强的煤焦油沥青漆，逐步得到推广应用。7/16/2024114西南石油学院储运研究所 环氧富锌漆主要成分是锌粉和环氧树脂，这种涂料和银粉（实际是铝粉）涂料一样、兼有屏蔽效果和阴极保护作用。3、金属油罐内防腐涂料 采用防腐涂料保护油罐有着悠久的历史，涂料或衬里一直成功地用于常压储罐的内防腐。7/16/2024115西南石油学院储运研究所 长效防腐涂料具有优异的防腐性能，在条件苛刻的情况下，用它涂装油罐能使用10年以上。所以尽管使用长效防腐涂料费用较高，但总的经济效果是好的。罐顶内部建议采用环氧系列防腐涂料，如国产870系列常温固化防腐涂料、环氧煤沥青防腐涂料。因为环氧类涂料附着力好，耐腐蚀和耐溶剂侵蚀。7/16/2024116西南石油学院储运研究所 罐顶内部除去腐蚀性成分也是有效的内防腐措施。水和氧是引起油罐内腐蚀的主要因素。如果能除去水和氧，可以大大减轻储罐内腐蚀，可以通过压力罐、惰性气体覆盖、保持浮顶罐密封等办法都是有效的防腐方法。罐壁采用的有环氧煤焦油、环氧树脂、富锌涂料等。鳞片衬里是用鳞片状细微玻璃片进行增强的一类长效防腐涂料。7/16/2024117西南石油学院储运研究所 罐底内侧应用最广泛的是煤焦油沥青漆，涂层的寿命主要取决于表面预处理的质量。为了得到良好的保护效果，罐底涂层一般是比较厚的，两层涂料之间还可以外加一层加强的玻璃纤维布。7/16/2024118西南石油学院储运研究所 （二）阴极保护的应用 阴极保护主要用于与沥青砂基础接触，受土壤腐蚀的储罐底板。其目的是补充涂层之不足，以防止涂层空白点的金属腐蚀。阴极保护是国内外公认控制腐蚀的一种经济有效的方法。不加阴极保护储罐底板一般使用710年就会腐蚀穿孔。采用阴极保护后，一般设计使用2030年。根据保护面积和范围可以选用牺牲阳极和外加电流 极保护，也可以连同埋地管线进行区域性阴极保护。华东输油管理局还研究开发了“固体电解质外加电流保护”的阴极保护法。7/16/2024119西南石油学院储运研究所 国外一些公司还使用牺牲阳极对油罐底板内侧进行阴极保护。油罐内底部常积水形成电解质溶液，这里的阴极保护实际上是电解质溶液中对金属进行阴极保护。l、新建罐采用牺牲阳极保护 例如，钢储罐容积500m3，罐直径10640mm，基础砂电阻率p=200 m，选用镁阳极其保护电流密度i=2mA/m2，设置牺牲阳极保护系统。7/16/2024120西南石油学院储运研究所式中：土壤电阻率，m；k与间隔，支数有关的长度系 数，取k=1.3；L阳极长度c.阳极发生电流I=E/RA式中：E有效电位差，取 E07V7/16/2024121西南石油学院储运研究所d.阳极总长度 e.耐用年限Y内所需电量Q f.依据计算，镁阳极设置见图524。7/16/2024122西南石油学院储运研究所图524 罐上线状Mg阳极施工例 7/16/2024123西南石油学院储运研究所 2、已建油库，对传罐及地下管道采用电法保护时最好作为整体考虑，即区域性阴极保护。对保护体系以外的管道用绝缘法盖时行绝缘。为了防止火花产生，用接地电池和硅元件进行正反并联连接插入地下。实例见图525。3、新建罐采用外加电流法进行阴极保护 例如，在填平的海岸上新建4座油罐，采用外加电流的阴极保护。高硅铸铁辅助阳极，埋设在油罐访护堤外的土壤里。直流电源采用硅元件全波整流器，其安装方式见图526。7/16/2024124西南石油学院储运研究所图525 油罐和地下管道电法保护施工例 7/