| Статистика |
|---|
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0
|
|
Корозія внутрішніх стінок резервуарів під впливом сирої нафти різної обводненості
Середні поясу майже всіх резервуарів знаходяться під дією непідготовленою (обводненій) або підготовленої (слабообводненной) нафти різного фізико-хімічного та компонентного складу. Як вже зазначалося, безводна нафту (до 1%) корозії металів групи заліза практично не викликає. Не призводить до помітної корозії навіть сильнообводненая нафта, що містить воду в емульсійному вигляді, якщо в ній відсутній сірководень.Зате істотно (на порядок) зростає швидкість корозії металу в сероводородсодержащей нафти (до 0,5 мм/рік), що обумовлено впливом на стінки резервуара сірководню, розчиненого у краплях мінералізованої води, що виділяються на більш холодних, ніж сама нафта, стінках резервуара і викликають їх руйнування. Разом з тим, за абсолютним значенням швидкість корозії стінок резервуара, що контактують з обводненій нафтою, порівняно невелика (табл. 4.4). Корозійне руйнування металу в цій зоні резервуара може дещо зрости в двох випадках: при надходженні в резервуар нестабільною і підігрітою до 40 - 60'С нафти, а також при частому заповнення і спорожнення резервуара, коли змочувальні (захисні) властивості нафти на поверхні металу не проявляються з-за швидкого її видалення (відмивання) - конденсується з газоповітряного простору рідиною (водою і легкими вуглеводнями). Таке положення часто зустрічається при збиранні і зберіганні сирої обводненій нафти родовищ.
Нафта являє собою суміш вуглеводнів різного хімскладу і структури з переважанням вуглеводнів метанового і нафтенових рядів. Високомолекулярна частина не підданої переробки нафти складається з вуглеводневої і неуглеводородной частини, а також з гетероорганических сполук. До складу вуглеводневої частини входять асфальтени і смоли. Неуглеводородная частина нафти представлена високомолекулярними сполуками, що містять, поряд з вуглецем і воднем, кисень, сірку, азот і метали.Ці сполуки володіють широким спектром фізико-хімічних і колоїдних властивостей, по своїй структурі вони наближаються до типовим поверхнево-активних речовин (ПАР) і тому виявляють на межах розділу фаз особливий комплекс властивостей, що має важливе значення в розвитку корозійного процесу на межі розділу метал-нафта-вода.
Якщо відволіктися від індивідуальних фізико-хімічних властивостей більшості нафт, то з точки зору розвитку корозії слід мати на увазі їх одну загальну особливість: розчинність води в них дуже мала, а її «надлишок» понад можливого при даній температурі, як відомо, виділяється передусім на більш холодних стінках ємностей. З іншого боку, розчинність газів (в нашому випадку таких коррозионноактивных, як кисень і сірководень) в нефтях набагато вище, ніж у воді.
Оскільки нафти та інші неполярні вуглеводневі рідини, що характеризуються більш малим, ніж вода, поверхневим натягом, змочують практично всі тверді тіла, в тому числі й метали, то під краплею води, що виділилася з нафти на холодних стінках резервуара, в перший момент її контакту з металевою поверхнею виникає тонка прошарок неводному рідини (нафти). Постепепно поверхню металу під нафтою окислюється або сульфидизируется і стає гідрофільною.Завдяки цьому, відбувається інверсія змочуваності металу, при якій нафтова прошарок проривається і крапля електроліту приходить вже в безпосереднє зіткнення з металом. Слідом за цим тут починається спочатку руйнування захисної окисної плівки (якщо вона є), а в подальшому - інтенсивний корозійний процес з утворенням іржі або продуктів сульфіду заліза, що закінчується з часом наскрізним руйнуванням стінки резервуара, тобто утворенням у стінці корпусу звичайного свища.
Аналогічний характер має корозійне руйнування металу в нафтопродуктах в присутності кисню повітря, з тією лише різницею, що індукційний період прориву водної прошарку може бути більш тривалим, ніж у присутності сірководню, а корозія металу після руйнування окисної плівки в відсутність сірководню протікає з меншою інтенсивністю. На практиці індукційний період руйнування металу відзначається лише в початковий період заповнення резервуарів нафтою. Надалі корозійний процес йде на постійно окисленої або сульфидизированной поверхні.
Відомо, що швидкість корозії металів під тонкими плівками електролітів набагато перевищує швидкість корозії металу в об'ємі електроліту. Пояснюється це, головним чином, відсутністю дифузійних обмежень при вступі деполяризатори (кисню або сірководню) до кородуючої поверхні.
Разом з тим, контакт значною за обсягом нафтової середовища з поверхнею металу через тонкий шар електроліту створює додаткові можливості для процесу корозії. З одного боку, нафтова середовище акумулює в собі (тобто містить) підвищена кількість агресивних агентів (кисню, сірководню та інших кислих сполук), що призводить до помітної різниці концентрацій цих агентів між водною і неводному фазою середовища.З іншого боку, завдяки більш низького поверхневого натягу між водою і нафтою порівняно з кордоном розділу вода - повітря, проникнення агресивних агентів (деполяризатори) з нафти у водну фазу середовища істотно полегшується. У сукупності це дозволяє підтримувати у водній прошарку постійно високу швидкість дифузії агресивних агентів до поверхні металу і інтенсивний процес його корозійного руйнування.
Скупчення води в нижній частині резервуарів також створює трифазну кордон розділу, але в той же час і інший вид корозійного руйнування металу - на межі розділу з двома не змішуваними рідинами протилежної полярності (нафтою і підтоварної водою).
Механізм процесу корозії металу на границі розділу нафти і води в присутності сірководню можна уявити собі наступним. В початковий момент контакту з твердою поверхнею межа розділу фаз зазвичай вгнута в бік водної фази середовища. Це свідчить про кращому (виборчому) змочуванні поверхні металу з неводному (вуглеводневої) рідиною.Потім, під дією кисню або сірководню, відбувається гидрофилизация поверхні металу і інверсія змочуваності, при якій починається поступове витіснення від поверхні металу нафти і втягування сюди електроліту під дією капілярних сил. В результаті на поверхні металу в неполярному (нафтовий) фазі утворюється тонкий шар води, який електрично пов'язаний з об'ємом водної фази середовища.
Зв'язок тонкого шару електроліту, що знаходиться вище межі розділу фаз, з об'ємом водної фази підтоварної води створює нові і своєрідні можливості для стимулювання корозії внутрішніх стінок резервуарів залежно від типу деполяризатора і рН середовища підтоварної води.
Якщо в системі електроліт - нафту як деполяризатора діє кисень, то на металі утворюється макрогальваническая пара, в якій поверхня під тонкою плівкою води через полегшеного вступу сюди кисню виступає в якості ефективного катода, а метал в обсязі підтоварної води, де є звичайні дифузійні обмеження для транспорту кисню, діє як анод і помітно руйнується, що і зазначається на нижніх поясах резервуарів, що контактують з мінералізованою водою.
Якщо ж у системі (окремо або спільно з киснем) присутній сірководень, то ситуація істотно змінюється. Тонкий шар електроліту насичується сірководнем з нафтової середовища і подкисляется до рН-3-4. Але потім, завдяки активному катодному корозійного процесу, з водневої деполяризацией і швидкому зростанню з-за цього в ньому рН середовища, на поверхні металу починається осідати об'ємний осад сульфіду заліза.Утворюється активно діюча макрогальваническая пара залізо - сульфід, в якій перше є анодом і інтенсивно руйнується під осадом і поруч з сульфідом заліза. На металі дуже швидко виникають виразки.
|
| Категорія: Захист нафтових резервуарів від корозії | Додав: 26.09.2016
|
| Переглядів: 811
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
