Файл: Содержание Введение 2 Способы защиты резервуаров от коррозии 3 Виды коррозий и коррозионных разрушений резервуаров 9 Классификация видов коррозии 9 2 Типы коррозии .rtf
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 90
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Главная классификация производится по механизму протекания процесса. Различают два вида:
-
химическую коррозию; -
электрохимическую коррозию.
Коррозия металлов.
Коррозия металлов — разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой. Для процесса коррозии следует применять термин «коррозионный процесс», а для результата процесса — «коррозионное разрушение». Образование гальванических пар с пользой применяют для создания батарей и аккумуляторов. С другой стороны, образование такой пары приводит к неблагоприятному процессу, жертвой которого становится целый ряд металлов, — коррозии. Под коррозией понимают происходящее на поверхности электрохимическое или химическое разрушение металлического материала. Наиболее часто при коррозии металл окисляется с образованием ионов металла, которые при дальнейших превращениях дают различные продукты коррозии. Коррозия может быть вызвана как химическим, так и электрохимическим процессом. Соответственно, различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.
2.2 Типы коррозии
Электрохимическая коррозия. Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов называют электрохимической коррозией.
При электрохимической коррозии (наиболее частая форма коррозии) всегда требуется наличие электролита (конденсат, дождевая вода и т. д.), с которым соприкасаются электроды — либо различные элементы структуры материала, либо два различных соприкасающихся материала с различающимися окислительно-восстановительными потенциалами. Если в воде растворены ионы солей, кислот, или т. п., электропроводность её повышается, и скорость процесса увеличивается.
При соприкосновении двух металлов с различными окислительно-восстановительными потенциалами и погружении их в раствор электролита, например, дождевой воды с растворенным углекислым газом CO2, образуется гальванический элемент, так называемый коррозионный элемент. Он представляет собой не что иное, как замкнутую гальваническую ячейку. В ней происходит медленное растворение металлического материала с более низким окислительно-восстановительным потенциалом; второй электрод в паре, как правило, не коррозирует. Этот вид коррозии особо присущ металлам с высокими отрицательными потенциалами. Так, совсем небольшого количества примеси на поверхности металла с большим редокспотенциалом уже достаточно для возникновения коррозионного элемента. Особо подвержены риску места
соприкосновения металлов с различными потенциалами, например, сварочные швы или заклёпки.
Если растворяющийся электрод коррозионностойкий, процесс коррозии замедляется. На этом основана, например, защита железных изделий от коррозии путём оцинковки — цинк имеет более отрицательный потенциал, чем железо, поэтому в такой паре железо восстанавливается, а цинк должен корродировать. Однако в связи с образованием на поверхности цинка оксидной плёнки процесс коррозии сильно замедляется.
Химическая коррозия. Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. В этом случае взаимодействия окисления металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте.
Например, образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом:
При электрохимической коррозии ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла (например, ржавление стали в морской воде).
3. Выбор способа защиты резервуара от коррозии
Антикоррозионная защита - комплекс работ, включающий подготовку стальной поверхности резервуара, нанесение защитного антикоррозионного покрытия, контроль качества.
Лакокрасочные материалы (далее ЛКМ) - материалы на основе синтетических пленкообразующих смол, содержащие пигменты, наполнители, пластификаторы, и предназначенные для антикоррозионной защиты стальных поверхностей.
Система лакокрасочного покрытия - система последовательно нанесенных и адгезионно связанных слоев ЛКМ.
Схема технологического процесса - последовательность технологических операций по созданию защитного покрытия.
Пооперационный контроль - контроль технологических параметров при проведении каждой технологической операции.
Подготовка металлической поверхности перед окраской - удаление с поверхности, подлежащей окраске, загрязнений и окислов для обеспечения сцепления ЛКМ с металлической поверхностью.
Струйно-абразивная очистка - способ очистки поверхности с помощью струи воздуха с абразивным материалом.
Гидроабразивная очистка - способ очистки поверхности с помощью струи воды с абразивным материалом.
Механическая очистка - способ очистки поверхности с применением ручного или механического инструмента.
Жизнеспособность ЛКМ - время, в течение которого необходимо использовать двухкомпонентный ЛКМ после приготовления рабочего состава.
Толщина покрытия - номинальная толщина отвержденного покрытия в соответствии с нормативной документацией на систему покрытия.
Адгезия лакокрасочного покрытия - прочность сцепления между пленкой ЛКМ и окрашиваемой поверхностью.
Отверждение лакокрасочного покрытия - формирование пленки из ЛКМ за счет физического и (или) химического процессов.
Срок службы, или долговечность, лакокрасочного покрытия - промежуток времени до первого капитального ремонта покрытия.
4. Зоны наиболее подверженные коррозии
Резервуары подвергаются атмосферной, почвенной и внутренней коррозии, протекающей, в основном, по электрохимическому механизму.
Замечено, что резервуары интенсивнее коррозируют в промышленно развитых регионах, а также вблизи морского побережья, что связанно с более коррозионно активным составом атмосферы.
Атмосферной коррозии подвержены в основном, наружная поверхность кровли и обечайки.
Наружная поверхность днища подвергается разрушению в результате почвенной коррозии. Механизм коррозии в данном случае такой же, что и у трубопроводов.
По характеру коррозионных повреждений внутренней поверхности и степени воздействия коррозионно-активных компонентов нефтив резервуар разделяют на следующие характерные зоны:
внутренняя поверхность кровли и верхняя часть корпуса, находящаяся в контакте с паровоздушной смесью. Здесь коррозия происходит за счет образования на поверхности металла пленки влаги, которая насыщается кислородом воздуха, углекислым газом и сероводородом. Скорость коррозионного разрушения металла в этой зоне составляет 1-1,5 мм/год.
часть корпуса, находящаяся в области переменного смачивания (зона ватерлинии);
часть корпуса, находящаяся в области постоянного смачивания углеводородной жидкостью;
днище и нижний (первый) пояс, находящиеся в контакте с подтоварной водой, в которой растворены кислород воздуха, соли магния, кальция, натрия и др.
Интенсивность и характер коррозионного разрушения металла резервуара зависят от многих факторов: химического состава нефтяного сырья, температуры, скорости перемещения потоков, коррозионной стойкости материала и др.
Содержащиеся в нефти углеводороды различных классов не оказывают существенного влияния на коррозию. Основным фактором, определяющим коррозионную агрессивность нефти, является входящая в ее состав эмульгированная пластовая вода, содержащая сернистые соединения и растворенные соли-хлориды магния, кальция, натрия, а также кислородсодержащие вещества, механические примеси и др. Элементная сера растворима в углеводородах, ее содержание в сырых нефтях может превышать 1%. Сера в углеводородном растворе практически не разъедает черные металлы при содержании ее до 3% и температурах до 120° С. Самым агрессивным сернистым соединением нефтяного происхождения является сероводород.
Процесс коррозии имеет электрохимический характер и протекает под тонкой пленкой влаги, в которой растворены сероводород, углекислый газ, пары воды и кислород. Особенно интенсивно разрушению подвергается кровля, которая выходит из строя за 2 - 3 года.
Образовавшаяся элементная сера в мелкораздробленном состоянии является активным корродирующим агентом. Она вступает в реакцию с железом, образуя сульфид железа, который в присутствии кислорода окисляется с выделением свободной серы. Возможно также дальнейшее реагирование серы с оксидами железа. В зависимости от условий возможны и другиесхемыкоррозионных реакций, железо окисляется в присутствии влаги гидроксид железа (II), под влиянием кислорода переходит в гидрооксид (III), гидрооксид (III) реагирует с сероводородом. Последняя реакция является обратимой и при повышении температуры идет с высвобождением сероводорода.
Рассмотренные схемы протекания коррозионных процессов в нефтяных резервуарах позволяют сделать следующее заключение:
-
Внутренняя коррозия в первой зоне резервуара происходит вследствие воздействия на металл влаги и кислорода воздуха; -
В присутствии сероводорода образуются сульфиды железа, значительно усиливающие коррозионный процесс; -
В отсутствие сероводорода образующиеся гидроксиды железа, являясь трудно растворимыми продуктами коррозии, откладываются на поверхности металла, образуя защитный слой, снижающий скорость коррозии.
Во второй зоне резервуара коррозионный процесс происходит, главным образом, в результате гидролиза хлористых солей при низких и высоких температурах. Хлористый водород, воздействуя на железо, образует хлористое железо, которое в сероводородной среде в присутствии влаги осаждается в виде сульфида. В результате этого хлористый водород освобождается и вновь взаимодействует с железом.
На коррозию металла нефтяных резервуаров влияет ряд факторов: соотношение сероводорода и кислорода, температура, влажность, конденсация водяных паров число смачивании внутренней поверхности углеводородной жидкостью. Время пребывания элементов конструкции в агрессивной среде кислорода и сероводорода влечет за собой уменьшение коррозии.
Чем выше концентрация сероводорода - тем интенсивнее идет коррозия. Важное значение имеет не абсолютное количество сероводорода, а объемные соотношения кислорода и сероводорода. Наиболее разрушительные свойства имеют среды, в которых соотношение равно 114:1. Это соотношение является критическим.
Разрушительное действие газовой среды увеличивается не с повышением температуры, а с ее понижением, так как в этом случае создаются условия для конденсации влаги и газа. С повышением температуры среды ее относительная влажность понижается и, следовательно, уменьшается возможность конденсации влаги на стенках резервуара. При этом уменьшается растворимость кислорода и могут также появиться защитные свойства у продуктов коррозии. В конечном итоге интенсивность коррозионного процесса заметно слабеет.
Повышение давления в паровоздушном пространстве вертикальных резервуаров, предназначенных для нефти, приводит к усилению коррозии, так как оно способствует конденсация влаги на внутренней поверхности резервуара и росту концентрации агрессивных агентов.
Коррозия нижних поясов корпуса резервуара и днищ проявляется в виде язв. Особенно интенсивно разрушается металл около приемо-раздаточной трубы. Быстрому протеканию коррозии в этих местах способствуют механические примеси, которые при высокой скорости движения производят механическое (эрозионное) повреждение металла, подверженного интенсивной электрохимической коррозии. Если коррозионный процесс происходит в щелях поверхностной окалины, которая достаточно прочно удерживается на металлической основе, то гидроксиды вытесняются наружу и образуют сыпь и налет ржавчины. Если давление, оказываемое ржавчиной, превышает силы сцепления металла с окалиной, то происходит механическое разрушение последней. Наличие в металле прокатной окалины и различных повреждений поверхности в виде царапин приводит к развитию локальных коррозионных разрушений язвенного характера. При эксплуатации резервуаров замечено, что наиболее серьезные коррозионные повреждения происходят в нижней части, особенно у входа подогретойсмесинефть-вода. В этом месте создается интенсивный поток агрессивной жидкости, преждевременно разрушающей днище. Поэтому для снижения коррозионного износа рекомендуется закачивать нефть в резервуары с невысокой скоростью.