地面采油设备的腐蚀问题分析

地面采油设备的腐蚀问题分析

穆彦韬 ,屈安锋 ,昋红霞

长庆油田分公司第一采油厂侯市作业区，陕西 延安 717502

摘要：在地面采油设备的设计和使用过程中，除充分考虑到油气水分离基本功能，还要高度重视可能发生的腐蚀现象。一般情况下，地面采油设备的使用环境中具有较强的腐蚀性。根据现场使用环境的不同，水量、流速、温度、化学组成、压力等都是产生腐蚀的重要因素，需要对采油设备的腐蚀情况进行实时的监测。一旦地面采油设备出现腐蚀情况，会影响其正常的工作运行，给企业带来经济损失，因此需要对地面采油设备腐蚀的类型、工作环境等进行深入的分析和研究，制定科学合理的防腐措施。

关键词：地面采油；设备腐蚀；防腐

1地面采油设备工作环境分析

有效降低地面采油设备出现腐蚀的概率，需要对地面采油设备所处的工作环境进行有效识别，保障其良好的工作运行，才能延长地面采油设备的使用寿命。电化学作用是目前地面采油设备运行中腐蚀产生的重要因素。

非酸性腐蚀产生的主要机理是空气中的氧气、二氧化碳、有机酸等共同作用，非酸性腐蚀随着流体流速的增加腐蚀的效果越明显，化学反应在腐蚀因素的影响下生成的腐蚀产物一般都会从腐蚀面脱落，造成金属表面直接暴露在空气中，与腐蚀环境直接接触，就会造成地面采油设备表面金属腐蚀速度的增加。

酸性腐蚀产生的主要机理是水与硫化氢共同作用下产生的。酸性腐蚀受到流体流速的影响程度比较小，因为其产生的化学产物具有较强的粘结性。但是在一些特殊因素的影响下，也会加剧酸性腐蚀的腐蚀速度，直接影响地面采油设备运行的安全性、稳定性。

2地面采油设备腐蚀分析

地面采油设备的腐蚀种类比较多，腐蚀现象也比较复杂，主要概括为以下7种：

（1）全面腐蚀。全面腐蚀在非酸性腐蚀环境中和酸性腐蚀环境中都可能出现，主要的特点是设备金属表面出现均匀的腐蚀、全面腐蚀。

（2）麻点状腐蚀。一般情况下麻点状腐蚀都是由非酸性腐蚀引起的，主要的特点为地面采油设备出现局部的腐蚀现象，腐蚀逐渐从表面向设备内部扩散，可能出现一些孔洞，也有一部分麻点状腐蚀是由于硫化氢造成。

（3）硫化物应力致脆破裂。一旦硫化氢与水溶解在一起就会产生较强的腐蚀性，采油设备在张应力与腐蚀的作用下可能出现破损，影响设备的正常工作运行，需要对设备选择的材料硬度进行加强。

（4）沉积物腐蚀。设备金属周围的一些沉积物与腐蚀产物可能对设备造成腐蚀现象。

（5）原电池腐蚀。在电解质中因为不同设备表面的金属材料存在差异，在连接中会产生腐蚀现象。

（6）选择性焊缝腐蚀。焊缝与设备本身金属的微结构存在较大差异，导致电解质中出现阴极、阳极，产生腐蚀现象，想要避免焊缝腐蚀的出现，就要将焊缝打磨成V形。

（7）氢气气泡腐蚀。地面采油设备一旦发生腐蚀现象，会伴随着氢气的产生，氢气在内部形成包裹或者存在于孔隙中，就会造成设备的破裂、起泡等现象发生。

3地面采油设备腐蚀监测

地面采油设备的腐蚀过程比较复杂，经过调查分析，对地面采油设备造成腐蚀的影响因素种类比较多，需要根据实际情况找到腐蚀产生的原因，制定整改措施。下面介绍常见的4种地面采油设备腐蚀现象和监测方法。

3.1目视检查

对地面采油设备的外观进行目视检查，查看其是否存在腐蚀现象，目视检查方式可以对地面采油设备进行全面的检查，检查后要做好相应的记录方便日后进行查询和比较，地面采油设备都需要按照相应的规定定期进行目视检查。

3.2挂片检测

腐蚀挂片主要是金属材料，其组成基本与设备相同。在设备所处的环境中，将清洗干净的金属片挂在其中，记录下其初始重量。放置一段时间后，取出挂片清洗干净后称重，对比金属挂片前后的重量损失。此种方法的优势是操作方便，只需要定期的取出和置换挂片即可。

3.3电阻探针

电阻探针方法利用在腐蚀过程中，金属试件随着截面积下降、电阻增加的原理形成了一种腐蚀测试仪，根据测量的电读数计算出腐蚀速度。此种方法的优势在于不需要电解质反应，在水量比较少的设备中也比较适用，能够在现场快速的检测出金属的腐蚀速度，不会影响设备的正常使用运行，但是需要由专业人员进行操作。

3.4线性极化探针

线性极化探针方法的原理是探针在腐蚀环境中造成金属损耗，引发极化现象，腐蚀的速度可通过电读数计算出来。此种方法主要应用在大量水的设备中，因为探针需要电解质反应才能发挥出作用。实现在现场快速的检测出金属的腐蚀速度，并制定相应的防腐措施。

3.5其他检测手段

除了以上几种常见的方法，还有流体化学分析、磁粉探伤、超声波壁厚测量、氢探针等检测方法。

4地面采油设备防腐措施

4.1材料选择

地面采油设备大部分都是由金属材料构成，因此在采油设备材料的选择时可以尽量的选择优质碳钢，一些关键的小元件，如阀门、湿气提取器、器皿、阀门调节器等，可以使用合金钢。

4.2工程设计

地面采油设备的安装和设计时，要充分考虑到未来的防腐问题，在防腐措施的实施时节约资金。例如，按标准要求将玻璃纤维加强接头或者绝缘法兰安装在集气管线和油管的井口位置，根据流体的流动速度，可以实现对管道腐蚀减缓的目的。在泵站、油罐厂可以根据实际情况适当的涂刷保护层，降低其存在破坏性原电池的概率，缓解腐蚀现象，必要时可以采取阴极保护措施。

4.3化学防腐剂

化学防腐剂主要是在设备的金属表面和环境之间形成了一道保护膜，以达到降低腐蚀的目的。薄膜状化学防腐剂在使用过程中的有效期存在一定的限制，超过有效期则需要重新粘贴。选择适当的防腐剂才能有效的起到抑制作用，目前比较常用的化学防腐剂有有机防腐剂、无机防腐剂、挥发性防腐剂等。有机胺防腐剂是目前地面采油设备经常使用的防腐剂，分为水溶性、油溶性等，在不同的情况下都具有一定的防腐效果。

要了解防腐剂的防腐效果及稳定性，可以先进行评价实验，根据实际情况在地面采油设备的防腐中应用。防腐剂的注入方法按照不同也可以分为间歇注入、连续注入、分批注入等，其中效果比较明显还是连续注入防腐剂的方式。

4.4涂层选择

涂层的主要作用是对金属与腐蚀介质进行阻隔，避免其直接接触。防腐涂料层要根据实际环境仔细的选择，应用和安装时也要按照相应的流程。涂层必须保障其完整性，不能出现遗漏的地方，影响其防腐效果。一旦发现涂层出现破损，要第一时间补救，保证防腐效果。目前在地面采油设备上经常使用的防腐涂层为水泥、聚氨酯、酚醛树脂环氧等。

4.5阴极保护

阴极保护的原理是采取牺牲阳极或者加强电流的方式使金属成为阴极，达到金属表面防腐的效果，可对地面采油设备起到很好的保护作用。牺牲阳极的方法是将被保护金属与合金或者比较活泼的金属相连接，形成原电池，通常使用铝、锌作为牺牲阳极的主要材料。被保护金属与牺牲阳极金属之间通常需要按照一定的比例分散在被保护金属表面上，经过研究和分析该比例一般为被保护金属的1%~5%之间。外加电流法的原理是附加另一电极与被保护金属形成两个原电池，在直流电的作用下，被保护金属为阴极，起到了保护作用。

5结束语

经过分析研究，地面采油设备腐蚀问题应被高度重视。根据实际情况制定科学合理的防腐措施，保障地面采油设备的良好运行，促进油田企业经济的可持续发展。

参考文献：

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