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三相分离器脱落腐蚀问题分析及解决途径

发表时间：2021/5/6 来源：《中国科技信息》2021年6月作者：张坤先宫兆军刘鹏

[导读] 本文主要针对三相分离器的腐蚀以及进出口散液板的脱落产生的原因及解决策略进行研究。三相分离器的腐蚀主要由分离器的内部结构、原油含水成分、分离器底板的积沙、分离器温度四方面因素影响，要做好三相分离器的腐蚀以及进出口散液板的脱落防治工作必须做好日常保养及检修工作,若分离器长期待命,还必须将针阀全部关闭，球阀全部打开,以防止锈蚀。

山东东营油气集输总厂张坤先宫兆军刘鹏 257000

摘要：本文主要针对三相分离器的腐蚀以及进出口散液板的脱落产生的原因及解决策略进行研究。三相分离器的腐蚀主要由分离器的内部结构、原油含水成分、分离器底板的积沙、分离器温度四方面因素影响，要做好三相分离器的腐蚀以及进出口散液板的脱落防治工作必须做好日常保养及检修工作,若分离器长期待命,还必须将针阀全部关闭，球阀全部打开,以防止锈蚀。
关键词：集输系统；三相分离器；进出口散液板；脱落；腐蚀
        本文分别对三相分离器进出口散液板的脱落和三相分离器的腐蚀问题进行说明，针对这些问题，提出做好三相分离器保养和检修的建议，分析三相分离器腐蚀现象的原因，提出防治三相分离器腐蚀现象的对策。
        1三相分离器使用过程中存在的问题
        三相分离器的工作原理为：油气水混合物进入分离器后，进口分流器把混合物大致分成气液两相，液相进入集液部分。集液部分有足够的体积使自由水沉降至底部形成水层，其上是原油和含有较小水滴的乳状油层。原油和乳状油从挡板上面溢出。挡板下游的油面由液面控制器操纵出油阀控制于恒定的高度。水从挡板上游的出水口排出，油水界面控制器操纵排水阀的开度，使油水界面保持在规定的高度。分离器的压力由设在天然气管线上的阀门控制。
        1.1进出口散液板的脱落
        在三相分离器的进出口处存在散液板，散液板的作用主要是为了使进出的液体很快稳定下来，较小液体层的冲击力，起到保护三相分离器的作用。然后由于液体层的冲击力较大，对散液板有很大的冲击作用，日积月累就会造成散液板的焊点开焊掉落，这样就起不到对三相分离器内部的保护作用，三相分离器直接承受液体层的冲击力，这样会大大减小三相分离器的使用寿命，对三相分离器的使用十分不利。
        1.2三相分离器的腐蚀
        目前我国油田原油含水量越来越大，在一些地区已经超过了90%，十分容易造成三相分离器的腐蚀，严重影响了三相分离器的正常使用，在分离器的底部、出油管线、内构件的支撑、聚结板周向板材及焊缝处及出水管线等部位非常容易发生三相分离器的腐蚀现象。
        2三相分离器使用过程中存在问题的解决对策
        2.1防治进出口散液板脱落的对策
        为了防治进出口散液板脱落的现象发生，一方面可以在进出口散液板的下侧焊接几条支撑柱，这样可以保证散液板在受到液体层冲击的过程中不容易造成开焊掉落现象的发生，使进入分离器的液体尽快进入稳定状态，达到保护分离器的作用，此外还可以提高重力沉降的效果，使三相分离器排除的污水的含油量达到标准。另一方面，要做好进出口散液板的维护工作，定期对散液板进行检测，加强散液板的加固支撑工作，保证散液板不开焊掉落。
        2.2三相分离器腐蚀的影响因素和腐蚀机理
        2.2.1三相分离器腐蚀的影响因素
        三相分离器腐蚀的影响因素主要有：（1）分离器的内部结构；（2）原油含水的成分；（3）分离器底板的积沙；（4）分离器的操作温度。
        随着技术的进步，分离器能够更好的实现水液气三相分离，但是随之而来的也是三相分离器内部结构的复杂化，这就造成了三相分离器腐蚀的加剧。分离器内部结构复杂就会导致一下死角的出现，防腐凃层如容易涂抹到这次死角，导致金属直接暴露，造成分离器的腐蚀。
        原油中的污水的矿化度较高，含有Cl-、HCO3-、SO42-、S2-、SRB及CO2。这就导致三相分离器下部与水接触部分容易出现腐蚀现象，实际证明，在分离器的上部比下部的腐蚀程度差，这样说明了水对分离器有较大的腐蚀作用。

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        由于分离器底部积沙，由于水的冲刷作用造成积沙会破坏分离器底部的防腐层，防腐层的破坏会加剧分离器的腐蚀。所以分离器积沙对分离器的防腐蚀是十分不利的。分离器的操作温度虽然不能直接造成分离器的腐蚀，但是它间接加剧了分离器的腐蚀作用，由于分离器的工作温度在50-60℃左右，该温度有利于腐蚀作用的进行。
        2.2.2三相分离器的腐蚀机理
        三相分离器腐蚀主要是由于原油中污水的矿化度较高，在三相分离器内，有些金属构件与容器本体内壁焊接接头缺陷处可能出现很窄的缝隙，由于Cl-与Fe2+结合，使缝内金属与缝外金属形成短路原电池，结果造成缝内Cl-离子较多，造成pH值降低，其中的金属始终处于活化状态，导致三相分离器接缝处的腐蚀。
        此外，由于S R B含量较高，会造成细菌反应，反应过程如下：
        阳极:Fe-Ze→Fe2+
        阴极:H++e→H
        细菌参加的阴极反应为:
        8H+CaSO4→H2S+2H2O+Ca(OH)2
        H2S→H++HS-
        Fe2++HS-→FeS↓+H+
        Fe2++2OH一Fe(OH)2↓
        由有S R B加速了阳极反应的进行，也就加速了三相分离器的腐蚀作用。所以为了做好三相分离器的腐蚀防治工作必须定期对三相分离器进行保养和检修。
        2.3做好三相分离器的日常保养和检修工作
        三相分离器的保养工作主要包括以下几方面：
        （1）地面测试结束后,适当提高分离器压力,根据现场情况,用天然气排空分离器、清扫管线。
        （2）每半年进行一次外观检查,发现问题及时整改,每年对分离器进行一次水压试验,检查安全阀是否开启灵活、可靠，并做好记录存档,根据检查结果进行整改和处理。
        （3）打开节流装置,取出孔板,对孔板盒进行清洗后组装于节流装置内，检查控制、加热、计量系统，发现问题或隐患及时整改。
        （4）若施工井原油粘度较大,应清洗流量计和液位计，定期对所有气动调节阀注润滑油。
        三相分离器的检修工作主要包括以下几方面：
        （1）三相分离器属于高压容器，其使用、维护应遵守相关操作、维护保养规程，确保安全使用并建立压力容器台账，并且在分离器的位置悬挂安全检验合格证。
        （2）每半年应由技术人员进行一次外观检查，检查的内容包括表面、阀门、管线、仪表等完好情况。
        （3）每年应进行一次静水耐压试验（压力为最高工作压力），检查安全阀是否开启灵活、可靠，并做好记录资料。
        （4）每五年应由专门的压力容器检验机构对分离器和管线进行安全检验，包括内、外检查项目，全面检验项目（X射线探伤及最大静水耐压试验）。
参考文献：
[1]李学敏.三相分离器故障原因及处理方法[J].油气田地面工程,2011(10).
[2]郝晓刚,杨家兴,潘永亮等.新型高效三相分离器的研究[J].太原工业大学学报,1994(4).