摘要:采油工程环境较为特殊,地面采油设备会长期性的处于腐蚀性较强的环境之中,虽然不同采油工程环境的腐蚀强度不同,但是专业人员必须要定期性的对设备腐蚀情况进行检测。环境中的压力、温度和气流等众多因素都有可能加强环境的腐蚀特性,如果设备的腐蚀情况没有得到有效控制,设备故障发生概率就会较大程度提升,采油工程运行安全性以及采油工作开展效率会受到严重影响。
关键词:地面;采油设备;腐蚀问题
引言
采油工程环境较为特殊,地面采油设备所处的环境具有一定腐蚀性,会造成不同程度的腐蚀。文章主要是对地面采油设备所处的腐蚀环境、腐蚀类型进行分析,探讨通过合理的监测来了解腐蚀情况,制定针对性的防腐措施保障设备使用的安全和高效。
1地面采油设备的工作环境分析
在地面采油设备工作中,其所处的环境会对其形成腐蚀,这就需要对腐蚀环境进行识别,以此来减缓腐蚀程度。自然环境中的电化学作用是导致采油设备腐蚀的一个重要因素。对腐蚀环境进行分析,主要包括酸性腐蚀和非酸性腐蚀。酸性腐蚀主要是因为环境中的水和硫化氢存在所致,酸性腐蚀会产生强粘性的产物,流体速度不会对其造成影响,但是在一些情况下,也可能会造成非腐蚀性腐蚀一样的严重腐蚀,甚至存在更严重的情况。非腐蚀腐蚀主要是因环境中水、有机酸、氧和二氧化碳的存在而引起的腐蚀。非酸性腐蚀会随着流体流速的加大而加速,这是因为非酸性腐蚀产生腐蚀产物会被流体冲刷而形成新的腐蚀,逐步被腐蚀底层金属而加快腐蚀过程。
2腐蚀类型
非酸性和酸性环境的地面采油设备,可能出现以下类型的腐蚀:(1)全面腐蚀。指的是物质到腐蚀环境的均匀侵蚀。在此情况下,金属受到全面损失,非酸性腐蚀和酸性腐蚀都可能引起这种类型的侵蚀。(2)麻点状腐蚀。麻点状腐蚀是局部腐蚀金属,且从金属表面向内部扩散,在材料上形成尖角状的深空洞。非酸性腐蚀一般引起最严重的麻点状腐蚀;然而,在有些情况下,H2S也可引起严重的麻点状腐蚀。(3)硫化物应力致脆破裂。溶解在水中的硫化氢气体,即使只有少量,也会产生一个强腐蚀环境,在张应力和腐蚀的共同作用下材料发生破裂。选择碳钢硬度保持在洛氏硬度C22或低于此硬度的材料,即可控制这种类型的腐蚀。(4)缝隙腐蚀。由于狭缝或间隙的存在,在狭缝内或近旁发生腐蚀。(5)沉积物腐蚀。这种腐蚀常常是由于腐蚀产物和其它物质的沉积,在其下面或周围发生的腐蚀。在扎制铁鳞边缘或遗留在金属表面上的其它堆积物周围可见到这种类型的腐蚀。(6)原电池腐蚀。它是由两种不同的金属在电解质中接在一起产生的腐蚀。(7)选择性的焊缝腐蚀。由于焊缝和母体金属间的微结构的不同,在电解质中产生阳极和阴极,使得焊缝产生腐蚀。控制这种类型腐蚀的方法是要保证焊缝在管子上呈正V型。(8)H2气泡的腐蚀。腐蚀侵入到金属后产生氢气,这种氢气在空隙中或在包裹体中形成过大的压力,于是引起金属材料的劈裂、起泡或碎裂。
3腐蚀监测
地面采油设备腐蚀是一个非常复杂的过程,设备运行所处环境中存在的腐蚀因素众多,只有正确的识别腐蚀因素,并且应用有效措施进行改善,这样保证设备长期处于健康、稳定状态下运行。技术人员在对地面设备腐蚀情况进行检测过程中可以先应用目视检测的方式,也就是应用肉眼观察设备外观的腐蚀情况。这种检测方式存在一定的局限性,不能了解到设备内部腐蚀情况。对于地面采油设备腐蚀情况进行记录与描述可以将其作为未来设备检测的参考,这一数据是非常重要的。地面采油设备中所有的压力装置以及储油罐都需要根据预期制定的计划进行检测。挂片检测也是比较常用的检测方式,腐蚀挂片是金属材质的片状物质,材料构成成分与设备构件材料成分相类似。技术人员对挂片进行清洗,然后进行重量的称量,将其放置在地面采油设备所处的环境中。在操作因素允许的情况下,技术人员就可以将金属试件放置于流动的液体之中,定期的取出挂片并且对其腐蚀情况进行分析,从而判断出地面采油设备整体的腐蚀情况。
4地面采油设备的防腐控制
4.1合理选择材料
想要加强地面采油设备的抗腐蚀性能,一定要选取适合的材料。因为地面采油设备建设需要消耗大量的钢材,从而设备制造经济型方面考虑,金属材料可以说是地面采油设备制造材料的不二选择。通常情况下地面采油设备制造过程中会选择高强度的优质型钢材,合金钢虽然性能方面较为良好,但是只是在一些小型的元件中较为适用,例如地面采油设备的阀门、阀门调节器。从地面采油设备的设计层面上考虑防腐措施的应用。设计人员在对地面采油设备进行设计时,可以结合地面采油设备的防腐需求对设计整体进行优化,从而降低地面采油设备后续应用故障维修的成本消耗。对流体的流动速度进行调整,使得油田管线的腐蚀程度可以较大程度的降低。为了避免泵站内部以及相关其它装置中存在着破坏性较强的原电池,可以考虑应用防腐性能较强的涂料对设备构件进行喷涂,消除其中对地面采油设备运行稳定性可能造成负面影响的原电池,在经济条件允许情况下进行阴极保护措施的安装。
4.2工程设计上的防腐
地面采油设备在设计和安装过程中,需要采取合适的防腐设计来降低后期的费用投入。如在集气管和出油管的井口处,根据相关程序要求来安装玻璃纤维加强的塑料接头或是绝缘法兰。对流体流动速率进行合理设计,降低管线内部的腐蚀程度。可在油罐场、泵站和其他装置内增加保护涂层来破坏原电池,减少腐蚀。消除有害原电池,也可适当采取安装阴极保护的方法来防腐。
4.3合理选用涂层
防腐涂层的存在能有效隔离腐蚀性气体、液体与设备金属之间的接触。但涂层的选择需要从实际使用环境出发,选择对应的安装方式和使用方法。首先要保证涂层的完整性,确保金属没有暴露在腐蚀环境的空白点。涂层损坏的部位很可能发生腐蚀。地面采油设备的防腐涂层使用较多的包括聚氨酯、衬料、水泥、环氧以及酚醛树脂等。
4.4应用阴极保护
阴极保护是通过强加电流法或是牺牲阳极法来将金属转变为阴极,以此来防止金属表面出现腐蚀,对地面采油设备的地下部分或掩埋部分进行保护。牺牲阳极法一般是在设备的金属上连接合金或活泼金属,形成原电池,采用较多的是锌、铝及其合金。
4.5化学防腐剂
化学防腐剂是一种应用较为广泛的防腐处理措施,这一措施应用较为广泛主要是因为操作便捷、经济性较强。利用化学防腐剂可以实现环境与金属材质的隔离,在两者之间建立起一道屏障。但是这种防腐处理措施也存在一定的缺陷,因为这道屏障的有效期较短,地面采油设备在应用一段时间后需要重新进行化学防腐剂的喷涂。地面采油设备防腐处理中应用较为常见的就是有机胺防腐剂,这种防腐剂也可以细致的划分成多种类型,防腐剂应用的环境适应性较强。想要了解防腐剂的热稳定性能可以在室内进行评价,然后分析防腐剂是由应用于当前地面采油设备的防腐处理。涂层选择也是地面采油设备防腐处理中非常关键的内容,技术人员一定要保证涂层的完好性,避免涂层存在金属暴露点,如果涂层出现这一问题需要及时进行修补,避免涂层不完整导致地面采油设备应用中出现腐蚀问题。
结语
提高地面采油设备腐蚀问题的重视程度,积极找寻有效措施进行改善。使得地面采油设备可以长期处于健康稳定运行状态,为采油工程建设发展提供良好的设备保障。
参考文献
[1]宋念友.浅谈采油设备的更新和改造[J].中国新技术新产品,2019(17):124.
[2]黄立新.地面采油设备的腐蚀问题[J].石油与天然气化工,2017(2):92-93.
[3]李东平.化工设备常见腐蚀分析及预防措施[J].石油化工安全环保技术,2018,34(04):40-44+63+7.