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[摘 要] 本文针对首站生产系统地面工程设施（主要是管线和油罐）的腐蚀特点，分析其腐蚀机理，阐述腐蚀控制技术的具体应用条件，进而讨论腐蚀控制技术的选择，并对首站的腐蚀控制技术的应用提出了建议，为首站以后的改造（在防腐处理方面）提供有力的支持。
[关键词] 油罐 管线 腐蚀
1、主要设施腐蚀现状
由于使用年久，目前首站油罐、管线腐蚀状况不容乐观：
（1）原油罐腐蚀穿孔日益突出。2#罐投产于1990年，目前该罐部分附件老化，连接罐壁的自动放水闸门掉砣及自动放水立管频繁穿孔，2003年初7＃罐上部第5层钢板穿孔3处（已大修）；
（2）管线穿孔越来越频繁。首站原油、污水管线50余条，近年来，穿孔频繁发生。
从以上分析可以看出，首站地面工程设施腐蚀严重，由此产生的安全隐患、环境污染，及居高不下的维修费用，给首站的生产、经济、安全等各个方面带来严重的危害，解决腐蚀问题已成为当务之急。
2、首站腐蚀机理及存在问题
通过分析首站腐蚀现状，认为目前首站在腐蚀方面主要存在以下几个因素：
2.1焊口处的防腐处理难度大
通过对首站穿孔部位的调查发现，有很大一部分的腐蚀穿孔发生焊口处。管线和油罐、及分离器本体与进出口管线、及流程的连接及安装过程中，避免不了要进行焊接，焊口的焊接质量往往直接影响到管线的使用寿命，同时由于焊接过程中产生的高温，改变了焊口处钢材的物性，使得腐蚀穿孔经常出现在焊口处，而焊口处由于周围环境等因素的影响，往往防腐处理难度比较大，因此使得焊口处的腐蚀情况较其它部位更为严重。
2.2储罐底部长期积水
首站的1#、2#、4#油罐作为沉降罐，罐底部长期积存大量污水，由于这部分含油污水的矿化度较高（特别是含Cl-高），溶有H2S、CO2等有害物质时，使得罐底部介质的腐蚀性很强，主要是电化学腐蚀和化学腐蚀。根据国内外科学测算及长期使用经验表明，钢质储罐若原油中不含H2S，一般寿命为10—15年；含有H2S使用寿命为3—5年，腐蚀破坏首先在罐底发生穿孔，罐底平均腐蚀速度为0.5—1.5mm/a，因此可以判断，底部长期积水是造成首站储罐类容器腐蚀严重的一个重要原因。
2.3由于底部油泥沙而产生垢下腐蚀（孔蚀）
对于分离器及原油储罐来说，孔蚀是一种常见的局部腐蚀。通过观察首站拆除前的原4#罐拆除下来的部件可以发现，其内壁所形成的孔蚀特点是：所形成孔的深度远大于直径，孔口有腐蚀产物覆盖。分析导致蚀孔迅速深挖的一个很重要的原因是蚀孔在发展过程中形成了闭塞电池，产生自催化效应，分析如下：
孔内：Fe=Fe2++2e
孔外：O2+2H2O+4e=4OH-
2H2CO3+2e=2H++2HCO3-
2HCO3-+2e=2H++2CO32-
形成闭塞电池后孔内金属的腐蚀动力来自两方面，一方面是孔外的大阴极对孔内小阳极产生阳极极化，导致孔内金属溶解；另一方面是孔内介质的酸化对孔内金属产生的腐蚀。
3、现有防腐措施
目前，油田在防腐方面研究开发了许许多多的新技术和新工艺、新材料。我们认为：应用好现有的防腐技术比开发新技术更具有实际意义；任何一种防腐技术的耐腐蚀性能都与特定的腐蚀环境相对应。针对首站的腐蚀环境，推荐一些现有的防腐技术：
3.1焊口的防腐处理
由于首站的腐蚀穿孔频繁出现在焊口处，因此建议采取以下防腐措施：
（1）地面管线可以采取法兰连接，这样可以大大减少焊口处的内防腐问题，但是这种措施仅适用于地面铺设的管线；在现场应用中，首站罐区的原油和污水管网大部分是地面铺设，均采用法兰连接，这样大大减少了焊口的数量，这部分管网的腐蚀穿孔的情况就比较少，取得了比较理想的现场效果；
（2）对必须焊接的管线，现在多采用不锈钢接口，使用不锈钢焊条进行焊接，这样利用不锈钢的耐腐蚀性，尽量减少焊口处的腐蚀速率。郝现联新建的污水管线在焊接处采用了不锈钢接口，该项技术就是为了预防焊口处的频繁穿孔，此处运用了不锈钢的耐腐蚀性，预期效果良好。
3.2阴极保护
（1）埋地管线的阴极保护：实现阴极保护的方法通常有牺牲阳极法和强制电流法：
①牺牲阳极法：在腐蚀电池中，阳极腐蚀，阴极部腐蚀。利用这一原理，以牺牲阳极优先溶解，使金属构筑物成为阴极而实现保护的方法。在土壤环境中常用的阳极材料有镁和镁合金、锌和锌合金；
②强制电流法：用外部的直流电源作阴极保护的计划电源，将电源的负极接管道（被保护的构筑物），将电源的正极接至辅助阳极，在电流的作用下，使管道发生阴极极化，实现阴极保护。强制电流法是目前长距离管道最主要的保护方法。
（2）储罐的阴极保护方法的选择：
①牺牲阳极法：对于底板面积较少，罐基础施工质量有保证的储罐，当周围土壤的电阻率较低时（小于60Ω*ｍ），可选用牺牲阳极保护法，如选用锌电极。对于新建罐，可将阳极均匀分布在罐底，力求得到均匀的电流分布。
②强制电流法：对于所需阴极保护电流较大的罐底，采用强制电流法较为合适，因其电流、电压可根据需要任意调节。当罐底面积很大时，辅助阳极的布置对罐底板中心部位的保护水平起一定作用。
4、结论
根据以上对现河首站腐蚀现状的调查分析和论证，我们认为，首站绝大多数腐蚀过程的本质均为电化学腐蚀，因此，根据该站地面工程设施的腐蚀环境特点，同时结合根据国内外先进的防腐技术，我们认为适合于首站储油罐的防腐工艺措施有：
（1）严格的防腐处理（a、喷淋除锈 b、涂敷工艺 c、对油罐进行有机防腐）；
（2）牺牲阳极的阴极保护；
（3）储罐的日常维护（a、加强运行控制 b、定期清理油罐）。
对于管线，我们推荐以下几种防腐工艺：
（1）严格的防腐处理（a喷淋除锈b清扫c涂敷工艺d对管线进行相应防腐）；
（2）阴极保护（a牺牲阳极的阴极保护b强制电流的阴极保护）；
（3）管线尽量地面铺设，采用法兰连接；
（4）采用耐腐蚀的非金属材料。
参 考 文 献
[1] 张耀，郑峥.储油罐腐蚀特征及失效分析.石油化工腐蚀与防护，2004，21（2）：40
[2] 刘世相，刘立超.油罐腐蚀的防护与再生，2000，19（10）35～38
[3] 胡士信.钢质储罐罐底外壁阴极保护应注意的几个技术问题.油气储运，第13卷第2期：51～51■
[关键词] 油罐 管线 腐蚀
1、主要设施腐蚀现状
由于使用年久，目前首站油罐、管线腐蚀状况不容乐观：
（1）原油罐腐蚀穿孔日益突出。2#罐投产于1990年，目前该罐部分附件老化，连接罐壁的自动放水闸门掉砣及自动放水立管频繁穿孔，2003年初7＃罐上部第5层钢板穿孔3处（已大修）；
（2）管线穿孔越来越频繁。首站原油、污水管线50余条，近年来，穿孔频繁发生。
从以上分析可以看出，首站地面工程设施腐蚀严重，由此产生的安全隐患、环境污染，及居高不下的维修费用，给首站的生产、经济、安全等各个方面带来严重的危害，解决腐蚀问题已成为当务之急。
2、首站腐蚀机理及存在问题
通过分析首站腐蚀现状，认为目前首站在腐蚀方面主要存在以下几个因素：
2.1焊口处的防腐处理难度大
通过对首站穿孔部位的调查发现，有很大一部分的腐蚀穿孔发生焊口处。管线和油罐、及分离器本体与进出口管线、及流程的连接及安装过程中，避免不了要进行焊接，焊口的焊接质量往往直接影响到管线的使用寿命，同时由于焊接过程中产生的高温，改变了焊口处钢材的物性，使得腐蚀穿孔经常出现在焊口处，而焊口处由于周围环境等因素的影响，往往防腐处理难度比较大，因此使得焊口处的腐蚀情况较其它部位更为严重。
2.2储罐底部长期积水
首站的1#、2#、4#油罐作为沉降罐，罐底部长期积存大量污水，由于这部分含油污水的矿化度较高（特别是含Cl-高），溶有H2S、CO2等有害物质时，使得罐底部介质的腐蚀性很强，主要是电化学腐蚀和化学腐蚀。根据国内外科学测算及长期使用经验表明，钢质储罐若原油中不含H2S，一般寿命为10—15年；含有H2S使用寿命为3—5年，腐蚀破坏首先在罐底发生穿孔，罐底平均腐蚀速度为0.5—1.5mm/a，因此可以判断，底部长期积水是造成首站储罐类容器腐蚀严重的一个重要原因。
2.3由于底部油泥沙而产生垢下腐蚀（孔蚀）
对于分离器及原油储罐来说，孔蚀是一种常见的局部腐蚀。通过观察首站拆除前的原4#罐拆除下来的部件可以发现，其内壁所形成的孔蚀特点是：所形成孔的深度远大于直径，孔口有腐蚀产物覆盖。分析导致蚀孔迅速深挖的一个很重要的原因是蚀孔在发展过程中形成了闭塞电池，产生自催化效应，分析如下：
孔内：Fe=Fe2++2e
孔外：O2+2H2O+4e=4OH-
2H2CO3+2e=2H++2HCO3-
2HCO3-+2e=2H++2CO32-
形成闭塞电池后孔内金属的腐蚀动力来自两方面，一方面是孔外的大阴极对孔内小阳极产生阳极极化，导致孔内金属溶解；另一方面是孔内介质的酸化对孔内金属产生的腐蚀。
3、现有防腐措施
目前，油田在防腐方面研究开发了许许多多的新技术和新工艺、新材料。我们认为：应用好现有的防腐技术比开发新技术更具有实际意义；任何一种防腐技术的耐腐蚀性能都与特定的腐蚀环境相对应。针对首站的腐蚀环境，推荐一些现有的防腐技术：
3.1焊口的防腐处理
由于首站的腐蚀穿孔频繁出现在焊口处，因此建议采取以下防腐措施：
（1）地面管线可以采取法兰连接，这样可以大大减少焊口处的内防腐问题，但是这种措施仅适用于地面铺设的管线；在现场应用中，首站罐区的原油和污水管网大部分是地面铺设，均采用法兰连接，这样大大减少了焊口的数量，这部分管网的腐蚀穿孔的情况就比较少，取得了比较理想的现场效果；
（2）对必须焊接的管线，现在多采用不锈钢接口，使用不锈钢焊条进行焊接，这样利用不锈钢的耐腐蚀性，尽量减少焊口处的腐蚀速率。郝现联新建的污水管线在焊接处采用了不锈钢接口，该项技术就是为了预防焊口处的频繁穿孔，此处运用了不锈钢的耐腐蚀性，预期效果良好。
3.2阴极保护
（1）埋地管线的阴极保护：实现阴极保护的方法通常有牺牲阳极法和强制电流法：
①牺牲阳极法：在腐蚀电池中，阳极腐蚀，阴极部腐蚀。利用这一原理，以牺牲阳极优先溶解，使金属构筑物成为阴极而实现保护的方法。在土壤环境中常用的阳极材料有镁和镁合金、锌和锌合金；
②强制电流法：用外部的直流电源作阴极保护的计划电源，将电源的负极接管道（被保护的构筑物），将电源的正极接至辅助阳极，在电流的作用下，使管道发生阴极极化，实现阴极保护。强制电流法是目前长距离管道最主要的保护方法。
（2）储罐的阴极保护方法的选择：
①牺牲阳极法：对于底板面积较少，罐基础施工质量有保证的储罐，当周围土壤的电阻率较低时（小于60Ω*ｍ），可选用牺牲阳极保护法，如选用锌电极。对于新建罐，可将阳极均匀分布在罐底，力求得到均匀的电流分布。
②强制电流法：对于所需阴极保护电流较大的罐底，采用强制电流法较为合适，因其电流、电压可根据需要任意调节。当罐底面积很大时，辅助阳极的布置对罐底板中心部位的保护水平起一定作用。
4、结论
根据以上对现河首站腐蚀现状的调查分析和论证，我们认为，首站绝大多数腐蚀过程的本质均为电化学腐蚀，因此，根据该站地面工程设施的腐蚀环境特点，同时结合根据国内外先进的防腐技术，我们认为适合于首站储油罐的防腐工艺措施有：
（1）严格的防腐处理（a、喷淋除锈 b、涂敷工艺 c、对油罐进行有机防腐）；
（2）牺牲阳极的阴极保护；
（3）储罐的日常维护（a、加强运行控制 b、定期清理油罐）。
对于管线，我们推荐以下几种防腐工艺：
（1）严格的防腐处理（a喷淋除锈b清扫c涂敷工艺d对管线进行相应防腐）；
（2）阴极保护（a牺牲阳极的阴极保护b强制电流的阴极保护）；
（3）管线尽量地面铺设，采用法兰连接；
（4）采用耐腐蚀的非金属材料。
参 考 文 献
[1] 张耀，郑峥.储油罐腐蚀特征及失效分析.石油化工腐蚀与防护，2004，21（2）：40
[2] 刘世相，刘立超.油罐腐蚀的防护与再生，2000，19（10）35～38
[3] 胡士信.钢质储罐罐底外壁阴极保护应注意的几个技术问题.油气储运，第13卷第2期：51～51■