خوردگی در صنعت نفت هر ساله باعث از بین رفتن میلیارد ها دلار می شود. موارد زیادی از خوردگی گسترده در لوله های تولید، شیرها و در خطوط جریان از چاه به تجهیزات پردازش، رخ داده است. دلیل این امر این است که نفت و گاز حاصل از چاه حاوی مقادیر مختلفی از آب است که می تواند به عنوان یک مرحله جداگانه در تماس با سطح ماده، رسوب شود و اینکه این آب حاوی گازهایی مانند CO2 و احتمالاً H2S و همچنین نمک است. در بیشتر موارد خوردگی شدید ، CO2 نقش عمده ای دارد. خوردگی یکنواخت ۳۰٪ و ۷۰٪ دیگر در اثر خوردگی موضعی ایجاد می شود. روش های مختلف کنترل خوردگی باعث حفاظت از تاسیسات و کتهش هزینه ها می گردد.
هر صنعت، هر سیستم پالایشگاهی ، مشکلات خاص خود را از پدیده های خوردگی با فرکانس های مختلف دارد. حدود ۷۵٪ از کل خوردگی به دلیل عدم اطلاع و دانش کافی و همچنین تعامل ناکافی بین گروه های مختلف مسئولیت پذیر و تصویب تصمیمات ضد خوردگی اتفاق می افتد. عامل انسانی یکی از دلایل اصلی خوردگی هاست. مشکلات خوردگی در صنعت نفت در سه حوزه اصلی رخ می دهد: (۱) تولید ، (۲) حمل و نقل و ذخیره سازی و (۳) عملیات پالایشگاه. بسیاری از پالایشگاه ها حاوی بیش از پانزده واحد فرآیند مختلف هستند که هر یک ترکیبی خاص از جریان های فرآیند خورنده و دمای و فشار دارند. خوردگی معمولاً بسیار آهسته اتفاق می افتد، مگر اینکه در ابتدا مواد نادرست یا ناقصی نصب شده باشند. خوردگی پالایشگاه را نیز می توان دسته بندی کرد: (۱) خوردگی در دمای پایین که در دمای کمتر از ۲۶۰ درجه سانتیگراد و در حضور آب رخ می دهد. (۲) خوردگی در دمای بالا: در دماهای بالاتر از ۲۶۰ درجه سانتیگراد رخ می دهد ، بدون اینکه آب موجود باشد.
صنعت نفت شامل فرآیندهای جهانی اکتشاف ، استخراج ، پالایش ، حمل و نقل (اغلب توسط تانکرهای نفتی و خطوط لوله) و بازاریابی فرآورده های نفتی است. بیشترین حجم تولیدات این صنعت، بنزین و گازوئیل است. نفت همچنین ماده اولیه بسیاری از محصولات شیمیایی از جمله داروهای دارویی ، حلالها ، کودها ، سموم دفع آفات ، رایحه های مصنوعی و پلاستیک ها است. این صنعت معمولاً به سه مؤلفه اصلی تقسیم می شود: بالادست ، میان رده و پایین دست. عملیات میانی معمولاً در رده پایین دست قرار می گیرد.
نفت برای بسیاری از صنایع بسیار حیاتی است و از نظر حفظ تمدن صنعتی در پیکربندی فعلی آن از اهمیت زیادی برخوردار است و بنابراین نگرانی اساسی بسیاری از ملل محسوب می شود. نفت درصد زیادی از مصرف انرژی جهان را شامل می شود، ۳۲٪ برای اروپا و آسیا، بالاتر از ۵۳٪ برای خاورمیانه ، که کشورهای توسعه یافته بزرگترین مصرف کننده آن هستند. تولید ، توزیع ، پالایش و خرده فروشی فرآورده های نفتی به عنوان یک کل، بزرگترین صنعت جهان را از نظر ارزش دلار نشان می دهد.

تشکیل زنگ در دیواره های داخلی خطوط لوله ناشی از حضور آب است که باعث کاهش جریان در خطوط لوله شود و همچنین می تواند باعث آلودگی محصول شود. با تزریق بازدارنده های خوردگی (چند قسمت در میلیون) مانند آمین ها و نیتریت ها در جریان محصول از تشکیل زنگ در لوله ها جلوگیری می شود. خوردگی دیواره های خارجی خطوط لوله با توجه به ماهیت خاک یا آب ، دما ، دسترسی اکسیژن و عوامل دیگر بسیار متفاوت است. برای جلوگیری از خوردگی خاک از پوشش و محافظت کاتدی استفاده می شود. امروزه به طور کلی مشخص شده است که ترکیبات پوشش خوب و محافظت کاتدی بهترین روش برای اطمینان از عمر طولانی و بدون نشت در لوله های مدفون است.

خنک کردن آب دریا با پمپ های گردشی در پالایشگاه ها یک مشکل اساسی در کنترل خوردگی است. هنگام خنک کردن آب از طریق لوله های فولادی ، ترکیبی از پوشش های ضخیم بر اساس قیر زغال سنگ به علاوه محافظ کاتدی موثر است. پمپ های گردشی آب خنک کننده از برنز و چدن ساخته شده اند که دارای حفاظت کاتدی از منبع خارجی جریان تحت تأثیر هستند.
برای لوله در استوانه ها و لوله های ترک گاز از فولادهای ضد زنگ استفاده می شود. در بعضی موارد ، یک برج واحد با دو یا سه ماده مختلف روکش شده است تا از تغییر خوردگی در بالا و پایین برج مراقبت کند. خوردگی توسط خوردگی ترش با درجه حرارت و با افزایش مقدار گوگرد افزایش می یابد. کروم مفیدترین عنصر آلیاژی در فولاد برای مقاومت در برابر ترکیبات گوگرد است. بنابراین ، با افزایش گوگرد و دمای شروع به میزان کم ۱ درصد از کروم ، محتوای کروم فولاد افزایش می یابد.
مواد غیر فلزی در برابر خوردگی شیمیایی مقاوم بوده و از آلودگی محصول عاری هستند. این ویژگی آنها را برای صنایع پالایشگاه و صنایع پتروشیمی بسیار جذاب می کند. از لاستیک طبیعی به عنوان یک ماده سازه ای و به عنوان روکش کشتی برای جلوگیری از آلودگی و خوردگی استفاده شده است. لوله های انعطاف پذیر به طور گسترده ای به عنوان اتصالات موقتی در ذخیره سازی و حمل و نقل مواد مورد استفاده قرار می گیرند. گرافیت از رسانایی حرارتی بسیار خوبی برخوردار است و این خاصیت در ترکیب با مقاومت در برابر بخار و مایعات بسیار خورنده علاوه بر استفاده در کشتی ها، دریچه ها، پمپ ها و لوله کشی ، زمینه کاربردهای تبادل گرما را نیز باز می کند.

این فرایند شیمیایی با کاهش اکسیژن متعادل می شود. میزان خوردگی در زیر عایق بستگی به نوع عایق، در دسترس بودن اکسیژن، ناخالصی آب، دما و گرما، خاصیت انتقال سطح فلز و وضعیت سطح فلز از نظر خشک یا مرطوب، دارد. در صورت عدم وجود اکسیژن، خوردگی ناچیز است، اگرچه فولادهای کربنی و آلیاژ کم، کمترین میزان خوردگی را در محیط قلیایی دارند، اما یون های کلرید موجود در زیر پوشش باعث ایجاد شکاف موضعی و چاله های موضعی می شوند. اگر اکسیدهای گوگرد و نیتروژن که اسیدی هستند از درون ناخالصی های داخل آب یا هوای داخل عایق نفوذ کنند، یا اگر آب اسیدی باشد خوردگی رخ می دهد. بعضی اوقات ناخالصی های آب یا هوا، به ویژه یون های نیترات باعث می شوند که پوسته پوسته شدن بیرونی SCC در زیر پوشش در فولادهای کربنی یا آلیاژ کم باشد.
مشکل از این واقعیت ناشی می شود که به دلیل شرایط عایق، لوله ها، مخازن و سایر تجهیزات از خوردگی در زیر عایق رنج می برند. صرف نظر از اینکه چقدر عایق پیچیده شده در اطراف لوله ها قرار گرفته یا به آن تحمیل شده است، در فضای بین این دو، اختلاف درجه حرارت زیادی وجود دارد، زیرا در این قسمت درجه حرارت بالا به طور ناگهانی با سطح پایین قرار می گیرد. بنابراین تراکم حاصل می شود. هوای گرم رطوبت بیشتری نسبت به هوای سرد دارد. هنگامی که هوای گرم به سرعت در تماس با عایق خنک شود ، سرعت انتقال حرارت کاهش می یابد و رطوبت آزاد می شود یا به عبارتی، تراکم ایجاد می شود و بنابراین با ظهور رطوبت و اکسیژن موجود در هوا ، زنگ زدگی و خوردگی رخ می دهد. عایق کاری روی سطح فلز از تبخیر رطوبت جلوگیری می کند و در این حالت عایق به عنوان حامل عمل می کند و بیشتر رطوبت انباشته شده در یک منطقه به مناطق دیگر را موجب می شود و باعث می شود که خوردگی ایجاد شده در یک منطقه به جای دیگر منتقل شود. سطح پوشانده شده از عایق های سنتی مانند فایبرگلاس و پشم سنگ رطوبت را به دام می اندازد و از تبخیر جلوگیری می کند.
عایق سنتی حاوی کلرید است و اگر این در معرض رطوبت باشد ، ممکن است کلرید با رطوبت روی سطح فلزاتی مانند نفت و خط لوله گاز ظاهر شود و به دلیل خوردگی، می تواند سوراخ و یا ترک هایی روی سطح ایجاد کند.
خوردگی CO2 و H2S در خطوط لوله نفت
خوردگی فولاد توسط CO2 و CO2 / H2S یکی از مهمترین مشکلات صنعت نفت است. وجود دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن و آب آزاد می تواند باعث مشکلات شدید خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز شود. خوردگی داخلی در چاه ها و خطوط لوله تحت تأثیر دما، محتوای CO2 و H2S ، شیمی آب، سرعت جریان، مرطوب سازی نفت یا آب و ترکیب و شرایط سطح فولاد است. تغییر کوچکی در یکی از این پارامترها می تواند سرعت خوردگی را به میزان قابل توجهی تغییر دهد. در حضور CO2، می توان میزان خوردگی را تحت شرایطی کاهش داد که محصول خورندگی، کربنات آهن (FeCO3) بر روی سطح فولاد رسوب کند و یک فیلم محصول خوردگی متراکم و محافظ تشکیل دهد. این براحتی در دمای بالا یا pH زیاد در فاز آب رخ می دهد. هنگامی که محصولات خوردگی روی سطح فولاد قرار نمی گیرند، میزان خوردگی بسیار بالایی از چندین میلی متر در سال می تواند رخ دهد. وقتی H2S علاوه بر CO2 موجود باشد، فیلم های سولفید آهن (FeS) به جای FeCO3 تشکیل می شوند. این فیلم محافظ می تواند در دمای پایین تر تشکیل شود، زیرا Fes خیلی راحت تر از FeCO3 تشکیل می شود. خوردگی موضعی با میزان خوردگی بسیار بالا می تواند زمانی رخ دهد که فیلم محصول خوردگی از حفاظت کافی برخوردار نباشد و این بدترین نوع حمله خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز است.