石油行业防腐蚀
一、 概述
石油是一个国家经济和社会发展的重要的物质基础，是创造社会财富的关键因素，所以石油是 一种主要的战略物资，在各国对外政策和经济战略中占有主导地位，对任何国家来说都是一条生命 线。
石油工业是由石油的勘测、钻井、开发、采油、油气集输、油气处理、油气贮存、运输、石油 炼制等环节组成。原油产岀后输送到炼油厂，经多种装置加工，生产岀合格的多种油品。石油工业 各环节中的构建物、管线设备大多是钢铁铸造，它们常处于复杂恶劣的环境中运行，遭受空气、海 水、土壤的腐蚀。石油中随含水量、含盐量、含硫量的增加，石油设备遭受的腐蚀损伤是十分严重 的。频繁的腐蚀穿孔，造成大量的原油泄漏，农田污染。油田每年因腐蚀所造成的损失一年可达上 亿元甚至更多。
不难看岀重视腐蚀问题，加强石油工业防腐蚀工作对石油工业的发展至关重要，不仅经济效益 显著而且社会效益显著。
二、 各个生产环节的腐蚀
2.1钻井系统中的腐蚀
2.1.1钻井过程中的腐蚀环境 钻井过程中的腐蚀介质主要来自大气、钻井液和地层产岀物，往往几种组分同时存在，使专用 管材、工具处于含氧、硫化氢、二氧化碳或导电良好的钻井液中。
2.1.2钻井过程中的腐蚀特点 (1) 电化学腐蚀
在水溶液和盐水钻井液中，主要发生金属的电化学腐蚀，主要的去极化剂是钻进液中的溶解 氧。大气中的设备腐蚀就是氧去极化腐蚀的典型。
(2) 应力腐蚀破裂
腐蚀疲劳开裂是石油钻井泥浆中钻具等井下管材的主要破坏方式，钻井泥浆是一种能处在井下 高温高压环境中工作的复杂胶体体系，含有不同的组分和处理剂，并且在井下还会溶入大量腐蚀性 介质，具有很强的腐蚀性，钻井泥浆中钻具材料的腐蚀疲劳断裂是材料 -环境腐蚀与疲劳应力共同 作用的结果。
(3) 磨损腐蚀 在钻井过程中，具有腐蚀性的钻进液循环流动着，因此，动态下的介质对金属材料的的腐蚀 (磨损腐蚀)要比静态下的腐蚀严重得多。特别是钻井液中还含有第二相例如：气泡、固体颗粒。 使腐蚀更为严重。
(4) 硫化物应力开裂
金属在硫化物中，特别是硫化氢环境中易产生应力腐蚀破裂，这中破坏，断口形貌似平整，断 裂时间很短，有无明显腐蚀征兆，可造成后果非常严重。
(5) 腐蚀疲劳
钻杆在使用过程中长期受扭、弯曲等交变应力作用于腐蚀联合作用，易造成钻杆的腐蚀疲劳破 坏。腐蚀疲劳破坏多于先期的孔蚀有关。
2.1.3钻井过程中腐蚀控制途径 (1)
降低钻井液的腐
蚀性：添加除氧剂、缓蚀剂、除硫剂，降低含沙量，提高 PH值到10以 上。
(2) 钻杆内防腐层的应用：钻杆的内壁腐蚀比外壁更为严重，在内壁涂防腐材料是最有效的方 式。内壁防腐层要具有良好的机械性能，同时考虑 PH适用范围，耐温及优良的耐蚀性能。一般为
溶剂型涂料，成膜物质以环氧酚醛树脂做基料配制而成。
(3) 正确选材，合理组合设计 (4) 加强科学管理，正确操作。
2.2集输系统中的腐蚀
集输系统是指油井采岀液从井口经单井管线进入汇管，最后进入油气集中联合处理站，处理后 的原油进入原油外输管道，长距离外输。根据油品性质和集输工艺要求，有些原油还要经过中转站 加热、加压，再进入汇管。其中以油气集输管线和加热炉的腐蚀最为严重。
2.2.1集输系统中的腐蚀特点及原因分析 (1) 集输管线的腐蚀
集输管线内的腐蚀决定于被输送的原油中的含水率、含砂、采岀水的性质、流速、温度等因 素。含水率较高，岀现游离水时，才会发生严重的电化学腐蚀。水中含有氧气、二氧化碳或是硫酸 盐还原菌时腐蚀加剧。当流速减慢是，细菌腐蚀和结垢或沉积物下的腐蚀更加突岀。
金属管线外侧的腐蚀主要是埋地管线沿线土壤造成的腐蚀。常见的腐蚀形式因土壤的性质不同 (透气性、含盐量、含水量、 PH值等)，形成的土壤宏观腐蚀电池腐蚀和杂散电流引起的腐蚀。 另外温度对管线的腐蚀影响也是比较大的，温度升高可加剧腐蚀。
(2) 加热炉的腐蚀
大多数加热炉以原油作为原料。当原油中含有硫化物时，燃烧后产生的三氧化硫和二氧化硫， 与烟气中的水蒸气作用生成酸蒸汽，然后生成硫酸与亚硫酸这些都是强腐蚀剂。对与原油加热炉的 管式加热器，当金属管壁低于酸的露点时会造成严重的硫酸露点腐蚀。
2.2.2油气集中联合处理站设备的腐蚀
处理站是专门进行油、气、水三相三相分离处理的场所。
(1) 原油罐的腐蚀
原油罐的外腐蚀是底板外壁的土壤腐蚀和罐外壁的大气腐蚀。
原油灌的内腐蚀，不同部位的腐蚀程度不同。灌低的腐蚀程度比较严重，主要是罐底的沉积水 和沉积物比较多。沉积物中含有盐类和有机淤泥。其粘性抑制氧的扩散，往往造成氧浓差电池腐 蚀，其腐蚀形貌成溃疡状特点，易形成穿孔。
(2) 三相分离器的腐蚀
分离器的腐蚀主要发生在焊缝附近热影响区内，金属组织不均匀遭受的腐蚀。
(3) 污水罐以及污水处理设备
污水处理设备的腐蚀与含油污水水质，处理量等有关。通常是二氧化碳、氧气及细菌造成的电 化学腐蚀。
2.3集输系统中的腐蚀控制途径 2.3.1正确选材合理设计
岀于经济性考虑，油田通常采用普通钢材并辅以其他防腐手段联合防护。防腐设计应该遵循： 结构形式尽量简单，表面积小，便于施工和检修。考虑工艺过程的同时，必须充分考虑发生腐蚀的 可能性和应采取的防腐措施。
2.3.2防腐层 (1) 外防腐涂层
对防大气腐蚀的涂料，通常应根据大气腐蚀的成分、腐蚀性质的强弱分别选用相对涂料。在油 气生产中一般用于油罐、容器及架空管道外防腐层。对于强腐蚀环境常用的常温涂料有过氧乙烯涂 料、聚氯乙烯涂料、氯磺化聚乙烯涂料、氯化橡胶涂料、环氧树脂涂料等。耐高温涂料有氯磺化聚 乙烯改性耐温涂料、改性聚氨酯涂料等。在比较苛刻的环境下，如湿热或海洋大气环境下，外防腐 层为热喷锌、喷吕或无机有机富锌涂料。
油气田所埋有埋地金属管线必须做外防腐层，选择防腐层是要根据土壤的性质。为确保管道安 全、延长寿命，对于长输管线及集油干线一般采用防腐涂层与阴极保护联合保护。
(2) 内防腐层
常用防腐涂料和玻璃钢衬里。
2.3.3电化学保护
阴极保护有两种形式，外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护。油田采油及生产系统中常采用 阴极保护来抑制油井管套、站内埋地管网及储罐底的腐蚀。
2.3.4其他的保护措施 （1缓蚀剂
油田中添加缓蚀剂，不但可以保护油管，管套及井下设备，而且也可以起到保护集油管线和设 备的作
用。是一种用量少、见效快、容易实现的防护措施。
（2） 杀菌剂
油田污水及注水系统中常常存在各种微生物，这些微生物的活动使油田污水具有很强的腐蚀 性。油田系统中常采用有效地杀菌剂来抑制细菌的繁殖。
（3） 阻垢剂
在油田系统中水垢的沉积会引起管道的局部腐蚀甚至穿孔。在水中添加有效的阻垢剂来抑制水 垢的形成。
2.4石油炼制工业中的腐蚀 2.4.1石油炼制工业中腐蚀分析
原油中的主要成分是各种烷烃、环烷烃和芳香烃等。他们本身对金属设备并不产生腐蚀，但原 油中含有杂质，例如，硫的化合物、无机盐类、环烷酸及氮的化合物等，虽然这些杂质含量少，可 在加工过程中，它们之中有的本身就是腐蚀介质，有的在加工过程中可转化为腐蚀介质。因此对设 备危害极大。另外，在炼油过程中还要加一些溶剂及酸碱化学药剂，这些也会形成腐蚀介质，从而 加速设备的腐蚀。
2.4.2石油炼制工业中腐蚀的控制途径
（1使用“一脱四注”工艺防腐技术。即原油脱盐、注碱、挥发性注氨、注缓蚀剂、注水。 （2） 选用耐蚀材料。
（3） 防腐涂、镀层的应用。
1） 轻油罐内壁采用环氧咲喃树脂涂料。 2） 苯罐、溶剂罐采用无机富锌漆。 3） 液态烃罐，酸性水罐内表面采用喷吕加树脂密封 4） 碳钢换热器、塔盘、容器等采用非晶态镍磷镀层技术。 5） 高含硫污水罐采用 STIC-91型重防腐材料。 （4） 电化学保护 多采用阴极保护技术。
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