Анализ механизма коррозии внутренней поверхности резервуаров для легких углеводородов в нефтехимической промышленности

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано Ван Вэй2 23.06.2020 в 14:00. Анализ механизмов коррозии внутренних стенок резервуаров для хранения легких углеводородов. Резервуары для хранения легких углеводородов являются одними из основных стационарных устройств в процессе производства природного газа. Из-за серьезной коррозии внутренних стенок ежегодно тратится огромное количество средств на ремонт, требуется много рабочей силы, материалов и финансовых ресурсов. Это не только увеличивает затраты, но и постепенно создает опасность возникновения аварий. Поэтому необходимо исследовать состояние коррозии резервуаров для хранения легких углеводородов, изучить механизмы её возникновения и разработать эффективные меры по защите от коррозии. Это позволит сократить расходы на техническое обслуживание, увеличить срок службы оборудования, снизить производственные затраты и обеспечить безопасную эксплуатацию. Коррозия металлов происходит под воздействием двух или более факторов, и то же самое касается коррозии резервуаров для хранения легких углеводородов. 1. Электрохимическая коррозия, вызванная водой, присутствующей в жидкостях легких углеводородов. По требованиям производства в легкие углеводороды добавляется небольшое количество воды. В местах повреждения покрытия происходит следующая электрохимическая реакция между железом и водой: Анодная реакция: Fe → Fe2+ + 2e-. Анодная реакция: 1/2O2 + H2O + 2e- → 2OH-. Общая реакция: Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2. Дальнейшая окисление: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3. Гидроксид железа частично теряет воду, в результате чего образуется ржавчина: 2Fe(OH)3 + 2H2O → Fe2O3·H2O. В обычных условиях скорость вышеупомянутых электрохимических реакций не является высокой; она не достигает значения 0,4–1,4 мм/год. Так что же вызывает столь высокую скорость коррозии стенок резервуара? Это следует анализировать с точки зрения коррозии электропарой. Когда антикоррозионный слой повреждается, потенциал обнаженного металла становится более отрицательным (стандартный электродный потенциал железа составляет -0,44 В), в то время как потенциал слоя остается более положительным. Таким образом между обнаженным металлом и слоем возникает коррозионная батарея. Анод — это металл, обнажившийся под поврежденным покрытием, а катод — это покрытие, которое не было повреждено. Особо следует подчеркнуть, что в данном случае образуется коррозионная батарея с большим катодом и маленьким анодом. В таких условиях скорость коррозии значительно увеличивается, в результате чего возникает высокая скорость коррозии, о которой говорилось выше. Согласно результатам анализа с использованием метода XPS, компонентом образцов оксидов является трехоксид железа. Причина в том, что взятые образцы были взяты с резервуаров с легкими углеводородами, находившихся на воздухе в течение длительного времени; в результате длительного взаимодействия Fe2O3·H2O, находящегося на стенках резервуаров, с кислородом из воздуха, образовался трехоксид железа. 2. Коррозия под действием сероводорода. В водосодержащих жидкостях легких углеводородов сероводород разлагается: H2S → H+ + HS-. HS- → H+ + S2-. Эта жидкость, содержащая H2S, вызывает коррозию стенок резервуаров в результате электрохимической реакции: анодная реакция: Fe → Fe2+ + 2e; катодная реакция: 3H+ + 3e → H2 + Fe2+ + S2- → FeS. Таким образом, конечным продуктом коррозии под действием сероводорода является FeS. Несмотря на то, что пленка FeS нерастворима в легких углеводородах, она не обеспечивает защиты; процесс коррозии может продолжаться под пленкой, причем с ещё большей скоростью. Коррозию, вызванную H2S, также можно подтвердить с трех точек зрения: (1) обычно коррозия стали под действием H2S проявляется в виде всеповерхностной коррозии; она приводит к «равномерному» утончению поверхности металла, в результате чего поверхность становится неровной. (2) При коррозии металла под действием H2S образуются лускатые продукты коррозии в виде сульфидов. (3) Продукты коррозии железа сульфида иногда имеют пластинчатую форму, а иногда — вид черной грязи. Черно-коричневые продукты коррозии свидетельствуют об этом.