Среда, 25.04.2018, 06:15
Вы вошли как Гость | Группа "Гости" | RSS
Главная  |  Мой профиль |  Выход  Пользовательское соглашение | Правило публикации материалов  | 
Железо

 

Меню сайта

Реклама

Навигация
Технология металлов
и других конструкционных материалов
Черный хлеб металлургии
Защита нефтяных резервуаров от коррозии
Конструкция железнодорожного пути
и его содержание
Путь в космос
Метеоритные кратеры на Земле
В мире застывших звуков
Рентгенотехника
Наука и техника
Термодинамика
Ручная ковка
Юмор

Реклама

Форма входа

Статистика сайта
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Сегодня были:



Главная » Статьи » Защита нефтяных резервуаров от коррозии

Коррозия внутренних стенок резервуаров под воздействием сырой нефти различной обводненности
 Средние пояса почти всех резервуаров находятся под действием неподготовленной (обводненной) или подготовленной (слабообводненной) нефти различного физико-химического и компонентного состава. Как уже указывалось, безводная нефть (до 1%) коррозии металлов группы железа практически не вызывает. Не приводит к заметной коррозии даже сильнообводненая нефть, содержащая воду в эмульсионном виде, если в ней отсутствует сероводород. Зато существенным образом (на порядок) возрастает скорость коррозии металла в сероводородсодержащей нефти (до 0,5 мм/год), что обусловлено воздействием на стенки резервуара сероводорода, растворенного в каплях минерализованной воды, выделяющихся на более холодных, чем сама нефть, стенках резервуара и вызывающих их разрушение. Вместе с тем, по абсолютному значению скорость коррозии стенок резервуара, контактирующих с обводненной нефтью, сравнительно невелика (табл. 4.4). Коррозионное разрушение металла в этой зоне резервуара может несколько возрасти в двух случаях: при поступлении в резервуар нестабильной и подогретой до 40 - 60'С нефти, а также при частом заполнении и опорожнении резервуара, когда смачивающие (защитные) свойства нефти на поверхности металла не проявляются из-за быстрого ее удаления (отмыва) - конденсирующейся из газовоздушного пространства жидкостью (водой и легкими углеводородами). Такое положение часто встречается при сборе и хранении сырой обводненной нефти месторождений.

 Нефть представляет собой смесь углеводородов различного химсостава и структуры с преобладанием углеводородов метанового и нафтеновых рядов. Высокомолекулярная часть не подвергнутой переработке нефти состоит из углеводородной и неуглеводородной части, а также из гетероорганических соединений. В состав углеводородной части входят асфальтены и смолы. Неуглеводородная часть нефти представлена высокомолекулярными соединениями, содержащими, наряду с углеродом и водородом, кислород, серу, азот и металлы. Эти соединения обладают широким спектром физико-химических и коллоидных свойств, по своей структуре они приближаются к типичным поверхностно-активным веществам (ПАВ) и поэтому проявляют на границах раздела фаз особый комплекс свойств, что имеет важное значение в развитии коррозионного процесса на границе раздела металл-нефть-вода.

 Если отвлечься от индивидуальных физико-химических свойств большинства нефтей, то с точки зрения развития коррозии следует иметь в виду одну их общую особенность: растворимость воды в них очень мала, а ее «избыток» сверх возможного при данной температуре, как известно, выделяется раньше всего на более холодных стенках емкостей. С другой стороны, растворимость газов (в нашем случае таких коррозионноактивных, как кислород и сероводород) в нефтях намного выше, чем в воде.

 Поскольку нефти и другие неполярные углеводородные жидкости, характеризующиеся более малым, чем вода, поверхностным натяжением, смачивают практически все твердые тела, в том числе и металлы, то под каплей воды, выделившейся из нефти на холодных стенках резервуара, в первый момент ее контакта с металлической поверхностью возникает тонкая прослойка неводной жидкости (нефти). Постепепно поверхность металла под нефтью окисляется или сульфидизируется и становится гидрофильной. Благодаря этому, происходит инверсия смачиваемости металла, при которой нефтяная прослойка прорывается и капля электролита приходит уже в непосредственное соприкосновение с металлом. Вслед за этим здесь начинается сначала разрушение защитной окисной пленки (если она имеется), а в дальнейшем - интенсивный коррозионный процесс с образованием ржавчины или продуктов сульфида железа, что заканчивается со временем сквозным разрушением стенки резервуара, т. е. образованием в стенке корпуса обычного свища.

 Аналогичный характер носит коррозионное разрушение металла в нефтепродуктах в присутствии кислорода воздуха, с той лишь разницей, что индукционный период прорыва водной прослойки может быть более длительным, чем в присутствии сероводорода, а коррозия металла после разрушения окисной пленки в отсутствии сероводорода протекает с меньшей интенсивностью. На практике индукционный период в разрушении металла отмечается лишь в начальный период заполнения резервуаров нефтью. В дальнейшем коррозионный процесс идет на постоянно окисленной или сульфидизированной поверхности.

 Известно, что скорость коррозии металлов под тонкими пленками электролитов намного превышает скорость коррозии металла в объеме электролита. Объясняется это, главным образом, отсутствием диффузионных ограничений при поступлении деполяризаторов (кислорода или сероводорода) к корродирующей поверхности.

 Вместе с тем, контакт значительной по объему нефтяной среды с поверхностью металла через тонкий слой электролита создает дополнительные возможности для процесса коррозии. С одной стороны, нефтяная среда аккумулирует в себе (т. е. содержит) повышенное количество агрессивных агентов (кислорода, сероводорода и других кислых соединений), что приводит к заметной разности концентраций этих агентов между водной и неводной фазой среды. С другой стороны, благодаря более низкому поверхностному натяжению между водой и нефтью по сравнению с границей раздела вода - воздух, проникновение агрессивных агентов (деполяризаторов) из нефти в водную фазу среды существенно облегчается. В совокупности это позволяет поддерживать в водной прослойке постоянно высокую скорость диффузии агрессивных агентов к поверхности металла и интенсивный процесс его коррозионного разрушения.

 Скопление воды в нижней части резервуаров также создает трехфазную границу раздела, но в то же время и другой вид коррозионного разрушения металла - на границе раздела с двумя несмешивающимися жидкостями противоположной полярности (нефтью и подтоварной водой).

 Механизм процесса коррозии металла на границе раздела нефти и воды в присутствии сероводорода можно представить себе следующим. В начальный момент их контакта с твердой поверхностью граница раздела фаз обычно вогнута в сторону водной фазы среды. Это свидетельствует о лучшем (избирательном) смачивании поверхности металла с неводной (углеводородной) жидкостью. Затем, под действием кислорода или сероводорода, происходит гидрофилизация поверхности металла и инверсия смачиваемости, при которой начинается постепенное оттеснение от поверхности металла нефти и втягивание сюда электролита под действием капиллярных сил. В результате на поверхности металла в неполярной (нефтяной) фазе образуется тонкий слой воды, который электрически связан с объемом водной фазы среды.

 Связь тонкого слоя электролита, находящегося выше границы раздела фаз, с объемом водной фазы подтоварной воды создает новые и своеобразные возможности для стимулирования коррозии внутренних стенок резервуаров в зависимости от типа деполяризатора и рН среды подтоварной воды.

 Если в системе электролит - нефть в качестве деполяризатора действует кислород, то на металле образуется макрогальваническая пара, в которой поверхность под тонкой пленкой воды из-за облегченного поступления сюда кислорода выступает в качестве эффективного катода, а металл в объеме подтоварной воды, где имеются обычные диффузионные ограничения для транспорта кислорода, действует как анод и заметно разрушается, что и отмечается на нижних поясах резервуаров, контактирующих с минерализованной водой.

 Если же в системе (отдельно или совместно с кислородом) присутствует сероводород, то ситуация существенным образом изменяется. Тонкий слой электролита насыщается сероводородом из нефтяной среды и подкисляется до рН-3-4. Но затем, благодаря активному катодному коррозионному процессу, с водородной деполяризацией и быстрому возрастанию из-за этого в нем рН среды, на поверхности металла начинается осаждаться объемистый осадок сульфида железа. Образуется активно действующая макрогальваническая пара железо- сульфид, в которой первое является анодом и интенсивно разрушается под осадком и рядом с сульфидом железа. На металле очень быстро возникают язвы.



Статьи по теме:
Категория: Защита нефтяных резервуаров от коррозии | Добавил: Talabas07 (02.12.2013)
Просмотров: 4986 | Теги: нефть | Рейтинг: 0.0/0


Ags-metalgroup © 2018