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国内成品油储罐和长输管线腐蚀现状与防护

文档作者：余杭辉文档来源：中国石化浙江丽水石油分公司		点击数：	更新时间： 2022年01月23日
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国内成品油储罐和长输管线腐蚀现状与防护
余杭辉
(中国石化浙江丽水石油分公司，浙江丽水323000)
摘要：介绍了国内钢质成品油储罐和长榆管线腐蚀情况，通过分析得知钢质成品油储罐外腐
蚀的主要原因是大气环境腐蚀；而储存油品中所含的无机盐、酸、硫化物、水和氧等腐蚀介质则是
引起储罐内腐蚀的主要原因。管线外腐蚀主要有：(1)土壤中水和空气引起的钢表面氧腐蚀；(2)
管道铺设过程中的大气腐蚀；(3)土壤中电解质引起的电化学腐蚀；(4)微生物腐蚀，包括氧化茵
和厌氧茵(硫酸还原茵等)繁衍腐蚀；(5)杂散电流腐蚀。管线内腐蚀的主要原因是由于H：O，O ，
CaCO ，SiO，和铁锈等杂质的存在，使极弱的成品油化学腐蚀转变为电化学性质的腐蚀所致。根据
实际工程情况，制定了合适的防腐蚀方案。
关键词：成品油储罐长输管线防护建设维护
中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1007一O15X(2013)04—0017—04
几十年的成品油工业运营经验发现，钢质成
品油储罐和长输管线存在的严重内、外腐蚀阻碍
着其正常运营，产生的腐蚀产物会影响油品质量
或堵塞管线附件，腐蚀严重的地方会导致设施失
效、提前报废甚至油品泄漏，造成不可估量的环境
污染和巨大经济损失。通过综述国内前人在钢质
油储罐和长输管线腐蚀及防护方面研究结果，旨
在系统分析这两种基础设施的腐蚀原因及防护措
施，为今后防腐蚀工程建设和后续防护提供借鉴
和参考。
1 腐蚀现状及原因
1．1 成品油储罐腐蚀现状和原因
1．1．1 外腐蚀现状和原因
引起成品油储罐外腐蚀的因素主要为大气腐
蚀、水、土壤、杂散电流和风沙等。其中大气腐蚀
是最主要的因素，特别是工业大气和海洋大气的
腐蚀性较强，表现为表面防腐蚀涂层的老化破坏。
大气中溶有电解质的水分黏结在罐体钢表面发生
耗氧或析氢腐蚀，生成疏松状Fe：O，铁锈，使腐蚀
不断进行。
根据腐蚀因素的不同，将成品油储罐外腐蚀
划分为包括罐顶和外壁的第一腐蚀区以及罐底板
外侧的第二腐蚀区。第一腐蚀区的主要腐蚀成因
为大气腐蚀，环境潮湿度越高，腐蚀速度越快；第
二腐蚀区主要体现为因土壤引起的电化学腐蚀。
由于土壤中含有较多水分和电解质，因此第二腐
蚀区的腐蚀程度较为严重。
1．1．2 内腐蚀现状和原因
成品油本身腐蚀性很弱，但成品油中所含的
杂质、溶解氧和水分对油储罐内壁具有一定的腐
蚀作用。多年的油库运营经验表明：成品油腐蚀
危害严重，油罐腐蚀穿孔、漏油现象经常发生，锈
蚀产物不仅影响油品质量并影响输送设备和计量
设备的正常运行。
罐顶主要为气相空间腐蚀，腐蚀呈不均匀全
面腐蚀，局部可见孔蚀；罐壁为均匀点蚀，主要发
生在油水界面、油与空气交替处，与储存油品中的
溶解氧含量、水凝结有关；罐底大多为溃疡状的坑
点腐蚀，主要发生在焊接影响区、凹陷及变形处。
引起底板外侧腐蚀的原因主要有局部积水氧浓差
电池腐蚀、硬质尖锐物引起的应力腐蚀和底板钢
材材质缺陷。罐底沉积水腐蚀是引起罐底腐蚀的
主要原因，与水中所含离子种类和数量、溶解氧、
硫酸还原菌及温度有关。对油储罐底部沉积水取
样进行了化学分析，发现沉积水中含有较高的
cl一和SO 一等，整体上偏碱性。针对罐底内腐
蚀，对钢底板内侧腐蚀处进行取材分析，认为厌氧
型硫酸盐还原菌落繁衍腐蚀对储罐金属底板穿孔
收稿日期：2013—03—15；修改稿收到日期：2013—05—20。
作者简介：余杭辉(1967一)，1988年毕业于舟山石油化工学
校石油储运专业，现任该公司总经理。E-mail：zjsyyhh
@ 163．eom
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腐蚀具有很大的促成作用，同时油品转存过程中
的静电放电现象也是引起底板腐蚀的一个重要
原因。
不同油品中所含杂质不同所引起的腐蚀有所
不同，如：汽油中含硫化物和四乙基铅；柴油中含
硫化物和抗静电剂；石脑油中含硫、氯和盐。这些
杂质的存在对储罐内钢表面均有腐蚀作用，特别
是石脑油中的硫和氯杂质易形成HC1+H，O+
H s腐蚀体系，对钢的腐蚀作用很强。
1．2 长输管线腐蚀现状和原因
1．2．1 外腐蚀现状和原因
土壤是多相、多孔的复杂系统，易储存水分及
大量的酸碱盐介质，微生物和植物根茎易繁衍生
长。因此长输管线相对地上管线更易腐蚀，在地
质环境恶劣处外腐蚀尤为严重。埋地管线外腐蚀
原因：(1)土壤中水和空气引起的钢表面氧腐蚀；
(2)管道铺设过程中的大气腐蚀；(3)土壤中电解
质引起的电化学腐蚀；(4)微生物腐蚀，包括氧化
菌和厌氧菌(硫酸还原菌等)繁衍腐蚀；(5)杂散
电流腐蚀，埋地管线作为地下金属构筑物，不可避
免地接收来自其他地方的杂散电流。其中土壤腐
蚀是引起长输管线外腐蚀破坏失效的主要原因。
通过理化检测手段定量分析表明：土壤水含量、有
机质和全盐量的高低对外腐蚀的影响最为明显。
含水量和全盐量与土质、气候环境相关，有机质含
量则与微生物繁衍生长相关。
应力腐蚀也是引起埋地管线外腐蚀的原因之
一
。浙江某油库在发油台整体改造结束后2 a内
发现埋地输油管线漏油现象，分析发现是因管道
敷设后回填土过程中施工不当引起的。将块石作
为回填材料，在油罐车的反复碾压下块石与金属
管道外表面发生应力挤压和摩擦，最后输油管道
发生应力穿孔腐蚀。
1．2．2 内腐蚀现状和原因
用静态和动态挂片方法对管输成品油腐蚀进
行研究，发现成品油输运过程本身对钢的腐蚀性
很小。然而，在实际的工程运营中，长输管线内腐
蚀较为严重，锈蚀产物堵塞和管道低洼处穿孔腐
蚀现象时有发生。
成品油管线内腐蚀的主要原因是由于H O，
O ，CaCO，，SiO 和铁锈等杂质的存在，使极弱的
成品油化学腐蚀转变为电化学腐蚀所致。通过扫
描电镜、x射线衍射等测试手段对某成品油管线
铁锈腐蚀产物进行分析发现：锈蚀物呈典型的钢
铁电化学腐蚀特征，部分样品可见磨粒磨损痕迹。
从腐蚀程度上看，管线低洼处和弯管底部等
位置的腐蚀最为严重。这是因为积水容易在这些
场所存在且不易随油品的输运带出，而积水的存
在为电化学腐蚀和细菌腐蚀提供介质和场所，加
速了管道内壁的腐蚀。
2 腐蚀原理
2．1 电化学腐蚀
钢表面的电化学腐蚀根据电解质环境不同分
为耗氧腐蚀和析氢腐蚀两类，前者主要发生在中
碱性环境下，如油储罐外表面大气腐蚀、罐底沉积
水腐蚀和长输管线土壤腐蚀等；后者主要发生在
酸性环境下，如石脑油罐内壁腐蚀、工业大气环境
腐蚀等。
耗氧腐蚀是通过H：O和O：以水膜形式吸附
在钢表面发生电化学腐蚀，是钢结构发生腐蚀最
广泛的形式。由于得到的锈蚀产物为疏松状
Fe O，，因此腐蚀可以不断进行，直至钢结构失效。
析氢腐蚀是因吸附在钢表面的水膜中溶解了
酸性介质如CO：，HC1和sO 等，使电化学腐蚀环
境发生了变化，电解质中的H 被还原以H：形式
释放出来。
由于析氢腐蚀的要求较严格，当电解质中的
H 被消耗完就不再发生，因此耗氧腐蚀是钢质油
储罐和长输管线的主要腐蚀形式。
2．2 硫酸盐还原菌(SBR)腐蚀
成品油因其含有杂质硫或硫化物，在无氧或
缺氧环境下，易产生硫酸盐还原菌腐蚀。硫酸盐
还原菌腐蚀危害严重，是造成储罐底部和管线低
洼处穿孔腐蚀的主要原因之一。厌氧环境下硫酸
盐(SO 等)的存在会诱导硫酸还原菌的出现和生
长，而硫酸盐还原菌菌落的繁衍会侵蚀钢表面，其
反应过程如下：
阳极反应： 4Fe_÷4Fe“ +8e一
水的分解： 8H20— 8H +8OH一
阴极反应： 8e一+8H 一8H
阴极的去极化：SO 一+8H—s +4 H2O
腐蚀产物： Fe +S _ FeS
3Fe +6OH一_÷3Fe(OH)2
其中硫酸盐还原菌的作用是阴极的去极化，
使硫化盐还原成硫化物。上述反应过程可以看
出，当以硫酸盐还原菌腐蚀为主时，得到的锈蚀产
物中氧化铁和硫化铁的含量比例大致为3：1。
3 防护现状
3．1 储油罐防护现状
3．1．1 储油罐外腐蚀防护
国内储油罐外防腐蚀涂料在近几十年发展较
快，从20世纪80年代前的亚麻油、醇酸树脂保护
涂料到9O年代初的氯磺化聚乙烯涂料和氯化橡
胶涂料再到现在的重防腐涂料体系。然而在实际
工程建设中，因大气防腐蚀重视程度不足和施工
不当引起的储油罐外防腐蚀效果差，防腐蚀涂层
的剥离在较短的年限里发生，成品储油罐的维护
成本高的现象广泛存在。
对于大气钢结构外腐蚀，面漆的选择对防腐
蚀涂层使用寿命非常重要。目前工程中应用面漆
涂料的耐候性顺序依次为：醇酸涂料

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