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原油贮罐底板的腐蚀是一直以来困扰我国石化企业的重大问题之一。原油本身并无很强的腐蚀性,问题主要来自原油中夹杂的水分及腐蚀性杂质,经过长期水沉油浮沉积在油罐底部。沉积水中的成分复杂,还含有各种微生物;浮顶油罐立柱的冲击和振动,液体紊流现象,又使底板的腐蚀中添加了力学因素;浮顶油罐立柱下底板的严重腐蚀,又与缝隙腐蚀有明显相关性。本论文对原油罐罐底水的腐蚀机理展开了系统、全面地研究,具体如下: 采用电化学测试方法研究了Cl-、S2-、温度、pH值对A3钢极化行为的影响,并测试了不同的碳钢材料在沉积水中的极化曲线。结果表明,碳钢在沉积水中处于活性溶解状态;Cl-离子的存在不仅会加速碳钢的阳极溶解,还影响碳钢的阴极行为:S2-离子的存在既可能起到保护作用,也可能会加速腐蚀,这与介质性质及生成硫化物的形态有着紧密联系;中性、碱性介质中碳钢的腐蚀不大,而介质酸度及温度的升高都将加速腐蚀。 设计了模拟试验装置,研究在不同受力情况下,振动对碳钢腐蚀的影响,并进行了缝隙腐蚀试验。结果显示,单纯的压力作用不会对碳钢产生严重腐蚀,但振动作用能加速磨损腐蚀,磨屑及腐蚀产物的堆集,造成这一区域的不均匀分布,从而产生严重的局部腐蚀。 单纯的含SRB(硫酸盐还原菌)介质对碳钢的腐蚀作用并不明显。采用交流阻抗研究发现,Fe2+离子的含量对碳钢SRB腐蚀产生很大影响,当Fe2+离子的含量在2—20mg·L-1时,碳钢表面主要腐蚀形式为孔蚀,在不含Fe2+离子或Fe2+离子浓度很高(120mg·L-1)时,碳钢表面以均匀腐蚀为主,没有蚀孔产生。同时,还采用动态极化曲线研究了细菌腐蚀产物——硫化膜在蚀孔形成过程中所起的作用,并发现当电位大于-0.17V(击破电位)时,碳钢表面进入稳定孔蚀区。 通过腐蚀机理的研究,原油贮罐底板腐蚀穿孔主要是由磨损腐蚀引起的物理化学损伤,其次是缝隙腐蚀和SRB引起的细菌腐蚀的协同腐蚀作用。 在机理研究的基础上,对原油贮罐底板可采取的各种保护方案进行比较,认为涂料+牺牲阳极联合保护最合适,并且对联合保护中涂料的选择进行了进一步研究,发现导 浙江工业大学大学硕士学位论文 静电涂料的使用会加速牺牲阳极的溶解,影响保护效率,根据原油贮罐底板所处的特殊 环境,长期浸在沉积水中,因此可以考虑采用绝缘性涂料,这样可节约牺牲阳极的用量, 并取得良好的保护效果。