地面采油設(shè)備的腐蝕問(wèn)題探析

朱傳詩(shī)（大慶油田呼倫貝爾分公司，黑龍江 大慶163000）

地面采油設(shè)備的設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中，除了保證油氣水分離等基本功能外，還應(yīng)考慮腐蝕問(wèn)題。地面采油設(shè)備是在腐蝕環(huán)境中使用，腐蝕程度有所不同，化學(xué)組分、水量、流速、溫度和壓力等因素都會(huì)加大腐蝕程度，這就需要有效監(jiān)測(cè)設(shè)備的腐蝕情況。地面采油設(shè)備的腐蝕可能使其喪失部分功能，可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失或安全問(wèn)題，這就需要對(duì)其工作環(huán)境、腐蝕類型進(jìn)行分析，探討針對(duì)性的防腐措施。

1 地面采油設(shè)備的工作環(huán)境分析

在地面采油設(shè)備工作中，其所處的環(huán)境會(huì)對(duì)其形成腐蝕，這就需要對(duì)腐蝕環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，以此來(lái)減緩腐蝕程度。自然環(huán)境中的電化學(xué)作用是導(dǎo)致采油設(shè)備腐蝕的一個(gè)重要因素。對(duì)腐蝕環(huán)境進(jìn)行分析，主要包括酸性腐蝕和非酸性腐蝕。酸性腐蝕主要是因?yàn)榄h(huán)境中的水和硫化氫存在所致，酸性腐蝕會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)粘性的產(chǎn)物，流體速度不會(huì)對(duì)其造成影響，但是在一些情況下，也可能會(huì)造成非腐蝕性腐蝕一樣的嚴(yán)重腐蝕，甚至存在更嚴(yán)重的情況。非腐蝕腐蝕主要是因環(huán)境中水、有機(jī)酸、氧和二氧化碳的存在而引起的腐蝕。非酸性腐蝕會(huì)隨著流體流速的加大而加速，這是因?yàn)榉撬嵝愿g產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物會(huì)被流體沖刷而形成新的腐蝕，逐步被腐蝕底層金屬而加快腐蝕過(guò)程。

2 地面采油設(shè)備的腐蝕分析

地面采油設(shè)備的腐蝕情況較為復(fù)雜，存在多種類型，主要包括以下幾類：

全面腐蝕：設(shè)備在腐蝕環(huán)境內(nèi)出現(xiàn)均勻腐蝕，設(shè)備金屬表面會(huì)被全面侵蝕，在酸性腐蝕環(huán)境和非酸性腐蝕環(huán)境中都可能出現(xiàn)。麻點(diǎn)狀腐蝕：主要是設(shè)備金屬的局部腐蝕，通常是從表面朝內(nèi)部擴(kuò)散，材料上造成尖角孔洞。嚴(yán)重的麻點(diǎn)狀腐蝕通常是由非酸性腐蝕引起，也有因H2S 導(dǎo)致嚴(yán)重麻點(diǎn)腐蝕的情況。硫化物應(yīng)力致脆破裂：硫化氫氣體溶解在水中就會(huì)形成強(qiáng)腐蝕，設(shè)備金屬在腐蝕和張應(yīng)力作用下而出現(xiàn)破裂，對(duì)于此類腐蝕的控制一般是對(duì)碳鋼材料硬度進(jìn)行合理選擇?？p隙腐蝕：在存在的間隙和狹縫周邊出現(xiàn)的腐蝕。沉積物腐蝕：腐蝕產(chǎn)物和其他沉積物質(zhì)在設(shè)備金屬周圍會(huì)導(dǎo)致腐蝕。原電池腐蝕：設(shè)備表面的不同金屬在電解質(zhì)中連接而形成的腐蝕。選擇性焊縫腐蝕：設(shè)備母體金屬和焊縫之間有著不同的微結(jié)構(gòu)，電解質(zhì)中出現(xiàn)陰極和陽(yáng)極，出現(xiàn)焊縫腐蝕，焊縫在管子上呈現(xiàn)正V 型時(shí)能有效控制此類腐蝕。H2氣泡腐蝕：設(shè)備金屬被腐蝕侵入后可能生成氫氣，會(huì)在內(nèi)部形成包裹或存在于孔隙中，最后導(dǎo)致破裂、起泡或是劈裂。

3 地面采油設(shè)備的腐蝕監(jiān)測(cè)

地面采油設(shè)備的腐蝕過(guò)程較為復(fù)雜，影響因素較多，要想了解腐蝕的原因和情況就必須制定適當(dāng)?shù)拇胧?。在腐蝕監(jiān)測(cè)方面主要可采取目視檢查、掛片檢測(cè)、電阻探針、線性極化探針以及其他相關(guān)監(jiān)測(cè)手段。

目視檢查是對(duì)設(shè)備的外觀進(jìn)行檢查，整體了解設(shè)備的腐蝕概況，為后期的檢測(cè)提供參考和依據(jù)。掛片檢測(cè)是把洗凈和稱重好的金屬掛片防止在設(shè)備所處的實(shí)際環(huán)境內(nèi)，定期取出來(lái)測(cè)量金屬損失量，也可應(yīng)用在流動(dòng)的液體內(nèi)，定期對(duì)掛片進(jìn)行置換。在腐蝕過(guò)程中金屬試件的截面積減少就會(huì)增大電阻，電阻探針就是基于此原理制作的測(cè)試儀，通過(guò)電讀數(shù)來(lái)了解腐蝕情況。此類電阻探針一般用于水量較少的設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)腐蝕速率的連續(xù)監(jiān)測(cè)。線性極化探針是探針隨著金屬的損耗而出現(xiàn)極化，腐蝕速率通過(guò)電讀書(shū)能有效反映。

4 地面采油設(shè)備的防腐控制

對(duì)于地面采油設(shè)備的防腐主要是從材料、工程設(shè)計(jì)、化學(xué)防腐劑、涂層選擇以及陰極保護(hù)幾個(gè)方面入手，具體措施如下。

4.1 合理選擇材料

地面采油設(shè)備使用大量鋼材，金屬材料的選擇時(shí)首先要考慮經(jīng)濟(jì)成本。通常選取強(qiáng)度高的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，在器皿、濕氣提取器、閥門微調(diào)器以及閥門等小元件可選擇合金鋼。

4.2 工程設(shè)計(jì)上的防腐

地面采油設(shè)備在設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程中，需要采取合適的防腐設(shè)計(jì)來(lái)降低后期的費(fèi)用投入。如在集氣管和出油管的井口處，根據(jù)相關(guān)程序要求來(lái)安裝玻璃纖維加強(qiáng)的塑料接頭或是絕緣法蘭。對(duì)流體流動(dòng)速率進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，降低管線內(nèi)部的腐蝕程度?？稍谟凸迗?chǎng)、泵站和其他裝置內(nèi)增加保護(hù)涂層來(lái)破壞原電池，減少腐蝕。消除有害原電池，也可適當(dāng)采取安裝陰極保護(hù)的方法來(lái)防腐。

4.3 合理選用涂層

防腐涂層的存在能有效隔離腐蝕性氣體、液體與設(shè)備金屬之間的接觸。但涂層的選擇需要從實(shí)際使用環(huán)境出發(fā)，選擇對(duì)應(yīng)的安裝方式和使用方法。首先要保證涂層的完整性，確保金屬?zèng)]有暴露在腐蝕環(huán)境的空白點(diǎn)。涂層損壞的部位很可能發(fā)生腐蝕。地面采油設(shè)備的防腐涂層使用較多的包括聚氨酯、襯料、水泥、環(huán)氧以及酚醛樹(shù)脂等。

4.4 應(yīng)用陰極保護(hù)

陰極保護(hù)是通過(guò)強(qiáng)加電流法或是犧牲陽(yáng)極法來(lái)將金屬轉(zhuǎn)變?yōu)殛帢O，以此來(lái)防止金屬表面出現(xiàn)腐蝕，對(duì)地面采油設(shè)備的地下部分或掩埋部分進(jìn)行保護(hù)。犧牲陽(yáng)極法一般是在設(shè)備的金屬上連接合金或活潑金屬，形成原電池，采用較多的是鋅、鋁及其合金。

對(duì)于地面采油設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，首先要考慮其所處的工作環(huán)境，對(duì)腐蝕的類型和原因進(jìn)行分析。采取合適的腐蝕監(jiān)測(cè)手段來(lái)定期了解設(shè)備的腐蝕速度和情況，以此為依據(jù)來(lái)制定對(duì)應(yīng)的防腐措施，確保地面采油設(shè)備的安全、高效實(shí)用。