石油化工轻烃储罐内壁腐蚀机理分析

石油化工轻烃储罐内壁腐蚀机理分析

       轻烃储罐是天然气生产中的主要静装置之一。由于内壁腐蚀比较严重，每年都要耗用大量的维修费，动用大量的人力、物力、财力，不仅增加成本，而且还会逐步构成事故隐患。因此，必须调查轻烃储罐的腐蚀状况，研究其腐蚀机理，提出有效的防腐措施来控制腐蚀，达到减少维修费用，延长使用寿命，降低生产成本，确保安全运行的目的。

      金属的腐蚀都是在两种或两种以上的因素影响下发生的，轻烃储罐的腐蚀也是这样。

1、由轻烃液体中所含的水分引起的电化学腐蚀

    由于生产的需要，轻烃中掺有少量的水，在涂层破坏的地方，铁与水发生如下电化学反应：

      阳极反应： Fe→Fe2++2e-

      阳极反应： 1/2O2+H2O+2e-→2OH-

      总反应：  Fe2++2OH-→Fe(OH)2

      进一步氧化：4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3

      氢氧化铁部分脱水成为铁锈：  2Fe(OH)3+2H2O→Fe2O3·H2O

      在通常情况下，以上电化学反应的速率不是很快，达不到以上所提到的0.4～1.4㎜/a这样高的速率。那又是什么原因使得罐壁的腐蚀速率如此之高呢？这应从电偶腐蚀的角度来分析。当防腐涂层被破坏的时候，裸露的金属电位较负(铁的标准电极电位是-0.44V)，而涂层的电极电位却比较正，这样裸露的金属与涂层之间就形成了一个腐蚀电池。阳极是被破坏的涂层下裸露的金属，阴极是没有被破坏的涂层。特别要强调的是，这里所形成的腐蚀电池是大阴极、小阳极，在这种情况下腐蚀速率将会成倍增加，以致出现了上面所提到的较高的腐蚀速率。

     在XPS检测分析结果中，氧化物样品中的成分为四氧化三铁。其原因是由于所取的样品是从暴露在空气中时间较长的废轻烃罐上截取的，罐壁上的Fe2O3·H2O与空气中的氧长期作用生成了四氧化三铁的结果。

2、 硫化氢腐蚀

       硫化氢在含水的轻烃液体中发生离解：

       H2S→H++HS-

       HS-→H++S2-

       这种含有H2S的轻烃液体对罐壁的腐蚀是一种电化学反应：

       阳极反应：　Fe→Fe2++2e

       阴极反应：　3H++3e→H+H2

                          Fe2++S2- →  FeS

      由此可见，硫化氢腐蚀的最终产物是FeS。尽管FeS膜不溶于轻烃液体，但它却不具保护性，以上的腐蚀过程可以在膜下继续进行，而且腐蚀速度更快。H2S腐蚀还可以从以下三个方面得到验证：

       (1)通常H2S对钢铁的腐蚀主要以全面腐蚀的形态出现，它使金属表面的厚度“均匀”地变薄，往往呈现出凸凹不平的状态。

       (2)当金属受到H2S腐蚀时会形成鳞片状硫化物腐蚀产物。

       (3)硫化铁腐蚀产物有时呈片状，有时呈黑色污泥状。黑褐色的腐蚀产物说明了这一点。

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