洛川输油站原油储罐加热盘管腐蚀分析及改进措施

洛川输油站原油储罐加热盘管腐蚀分析及改进措施

摘要：针对洛川输油站内 1#罐以及 4#罐加热盘管破裂的现象，分析盘管在油罐

底部被腐蚀穿孔的原因，主要通过盘管外部腐蚀，即罐底腐蚀，盘管内部腐蚀，

主要是二氧化碳腐蚀及轻微的水击现象，提出了在生产中应该做到的措施，从而

有效的保护加热盘管，增长盘管的使用寿命。最后针对参考别站方法，对盘管泄

漏检测方法进行改进。

关键词：原油储罐加热盘管罐底腐蚀

洛川输油站是长庆油田第一输油处的重要中间站之一，建于 2001 年，其主要

的功能除了密闭外输外，还需要一部分泄放进罐，向延炼交油，站内共有四座5000m2 拱顶罐用于原油储存，为了保持储罐内，原油的流动性，防止凝固。自

储罐建成后，储罐底部的加热盘管起到了很重要的作用，但随着使用年限的增长

和利用率的增大，近些年，沿线的各站储罐加热盘管都有穿孔、破裂现象，使原

油通过回水管线进入污水井，站内污水井可检测出可燃气体浓度，影响了场站的

日常生产，因此，对加热盘管腐蚀的分析是很有必要的。

加热盘管腐蚀的分析可以从三种可能性着手，加热盘管外部腐蚀（即罐底部

原油腐蚀）、加热盘管内部冷凝水与二氧化碳腐蚀、水击对加热盘管影响。

1.加热盘管外部腐蚀

腐蚀的必要条件是氧和水共存。油罐中存在沉淀物和含有氯化盐（如Mgcl2，Cacl2）的油水混合物，以及 H2s、Cl- 和硫酸盐还原菌等。油罐内油品携带的水分

和罐内气体中的水蒸气的凝结，呈酸性，在腐蚀罐底的同时，也可将加热盘管的

外壁腐蚀，硫化氢在没有液态水时（气相状态）对设备腐蚀很轻，或基本无腐蚀，但在遇水时，极易水解，在水中发生的电离式为：H2S→H++HS-，在 H2S-H2O 体

系中的 H+、HS-、S2-和 H2S 对金属腐蚀为氢去极化作用，另一方面由于罐底附近

大量的Cacl2、Mgcl2 存在，Cacl2、Mgcl2 受热水解产生 HCl 所致，HCl 和 H2S 的

同时存在，会相互促进，使腐蚀加剧：Fe+2HCl→FeCl2+H2；

FeCl2+H2S→FeS+2HCl；FeS+2HCl→FeCl2+ H2S罐底的原油冲刷，对加热盘管外部

也有很大的影响，由于储罐经常进行来油泄放以及外交输油，罐底油泥较少时，

会经常受到原油的冲刷，当罐底油泥增多时，油泥中存在的细菌也会腐蚀钢管，

细菌中含有硫代硫酸盐、硫氧化细菌等。

以硫酸盐还原菌为例，在氢原子存在条件下，硫酸盐还原菌能将硫酸盐还原

成硫化物，从而存进了钢管表面的阳极离子化反应，加速加热盘管的腐蚀。反应

式如下：

SO42-+8H+→S2-+4H20；

Fe2++S2-→FeS↓；

Fe→Fe2++2e-

2.加热盘管的内部腐蚀

加热盘管内部腐蚀主要是冷凝水与管中气体对管内壁的腐蚀，由于靖咸管道

的所处地域的原因，冬季生产运行时间较长，所以加热盘管使用时间相对较长，

其中管线中的冷凝水与气体会对管内壁造成腐蚀。

加热盘管内部也存在着电化学腐蚀，同种金属内部不同部位的电位差是由于

金属内部存在着晶间、电偶、缝隙等因素而产生过程中造成的，导致在同一金属

结构内部存在着众多小范围的阳极区和大片阴极区。金属结构一旦处于电解质环

境中，腐蚀电池将开始工作。当蒸汽停止供应时，盘管内有大量死水，提供了形

成原电池的环境条件，同时产生大量水锈。

3.水力方面对加热盘管的影响

水击也可能是对加热盘管有大的影响，当蒸汽从锅炉中进入加热盘管后，由

于温度的变化，立即产生大量的冷凝水，根据流体动力学基本理论进行分析，可

以得到加热盘管进气阀门开启过快、排水效果差事引发水击的直接因素。

当加热盘管内的流体在质点2处遇阻发生冲击的瞬间，其动压全部转化为静压，此时， 2 =0，质点2的断面压力 P 急剧增加，沿着盘管传播振荡，导致了

加热盘管内的水击现象。根据1#罐加热盘管的平面排布，可以大概分析出排管中液体的压力排布，冷凝水经过排管换热器时，由于排管为四根管并联所以在各管

段中阻力损失相同的情况下，总阻力损失较大，所以，当冷凝水到出口端时，压

力较小，只需保证出口疏水阀无堵塞即可。末端出水口受水流动压影响不大。

4.改进措施

（1）针对于罐底盘管的外部腐蚀，洛川站1#罐，换加热盘管罐内动火时，

在预置的盘管上使用了耐高温防锈硅酸锂富锌漆，它有着良好的耐高温、耐候性，耐水性好，并且具有良好的绝缘性，能有效的防止罐底油品，以及长期堆积的底

部油泥对加热盘管的影响，但是附着力及耐汽油性较差也是这种防腐漆的不足，

所以为了防止腐蚀的发生，涂料涂敷钱必须对盘管外表面金属进行喷砂处理，提

高盘管外部的粗糙度，增加涂层与盘管间附着力。

（2）关于罐底盘管的内部腐蚀，应针对洛川站内情况（冷凝罐与软水罐相通），防止冷凝回水系统中的二氧化碳进入水循环，减少二氧化碳含量，减缓整

个加热系统中的二氧化碳腐蚀；增加除氧设备，锅炉使用除氧水，减缓氧腐蚀，

停止给储罐供应蒸汽后，系统应尽量排除管线内的死水，防止死水腐蚀盘管内部，造成蚀坑；并把蒸汽进出口阀门关闭，防止空气进入系统中，减少氧腐蚀。在盘

管铺设安装时，盘管应采用不同壁厚的无缝管，靠近出口低端管线壁厚适当增加

1~2mm，以提高该管段的磨损和腐蚀余量。

（3）针对管内防止水击现象发生方面，保证疏水阀的畅通以保证整条回水线路的畅通；当启动阀门的时候，必须缓慢开启加热盘管的进气阀门，控制初始蒸

汽的流量，刚启用加热盘管时，应先将加热盘管的出口阀门旁通阀门打开，进行

排水，带出口有蒸汽冒出后再关闭旁通阀门，启用疏水阀正常排水；停止加温时，必须缓慢关闭进气阀门，而出水口阀门不必关闭；在罐内，加热盘管的卡子应与

盘管保持可活动空间，防止蒸汽压力变化时，发生轻微水击，使管子受到外部应

力过大；在锅炉提供蒸汽压力方面，在洛川的锅炉岗，锅炉内部大小火转换设定

蒸汽压力一般范围为0.45Mp~0.55Mp，设定压力尽量减小范围，可以防止锅炉大

小火转换时，蒸汽压力变化幅度过大，造成盘管内压力变化大，蒸汽与冷凝水运

行不稳定。同时，在铺设管线时，卡子不宜过紧或过松，应适当，防止出现水击

震荡时，管线卡的过紧会对管线本身造成影响。

（4）在洛川站工作期间，发生过4#罐（现在已清罐）加热盘管泄露，由于

无法及时发现，罐内油顺着回水进入污水井内，造成站内多处污水井内可燃气体

含量到达0.5%左右，对站内的安全生产造成了影响，借鉴他人的方法，可以在站

内回水管网内建立一套泄露检测系统，主要针对少量油随回水进入水循环系统，

在罐区每个回水管线上安装一个玻璃观察管，如下图

根据以上借鉴的改造措施，配合站内员工的巡检，就可以有效监护储罐内加

热盘管是否破裂，及时的发现和制止储油罐内原油流入回水循环中，保证生产工

作的安全。