油气集输系统腐蚀对策研究

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油 田的集输 系统包括油 井地面 管线 、 储罐 、 设 备等 , 普遍存 在较为严 重的腐 蚀 现象 , 一 般 以地 面管 线腐 蚀最 为严重 。 因为钢 制输油 管线 穿孔具 有 时间位置 不 确定 眭 , 不 仅给生产 带来极 其严重 的影响 , 并且 会对 环境 造成大 面积污染 ; 因 此 造成 每年 针对 腐蚀 穿孔 管线进 行 维修 的费 用及青 苗赔 偿产 生 的费用 。
以宏观 形式 制造 而成 的新型 复合管 道 , 如金 属骨架 复合管 道 、 和非 金属玻 璃纤
的。 对不同矿化度的水样进行腐蚀率测试的实验曲线, 结果表明随着矿化度的 增加, 腐 蚀率增 大 , 但矿化度 的增加 又使水 中溶解 氧含量 降低 , 所 以腐 蚀率的升 幅度 并不大 。 污 水 中对 腐蚀 影响 最大 的是氯 离子 。 氯离 子会 促进碳 钢不锈 钢 等 金 属局部 腐蚀 , 当氯 离子含量 较高 时, 点 蚀电位负 移 , 钢铁 表面钝 化膜 稳定性 下 降, 会导致 阳极 区一般 坑蚀 的蔓 延 , 另外 由于氯 离子半 径较 小 , 易穿透 保护 膜 ,
科 学 论 坛
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C h i n a s c i e n c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e w
油气 集 输 系统 腐 蚀 对 策 研 究
夏 峰
( Байду номын сангаас江 大学 石 油工 程学 院 湖北 )
[ 摘 要] 油气 在生 产运 移 中均存 在腐 蚀现 象 , 因为 油气 集输 系统 腐蚀 而导 致 的各 类 直接 或间 接经济 损 失较 为严 重 。 通 过开展 腐蚀 特征研 究 , 分 析原 油成 分 、 产 出水 化学成 分 及水质 , 对 腐蚀 产物 进行 室 内电镜 扫描分 析 , 测定 温度 、 压力 、 P H 值、 矿化度 等对 产 出水 腐蚀 速率 的影 响 , 对集 输系统 腐蚀 的主 要影 响因素 进行 了 研究, 确 定其 腐蚀类 型 , 并 开展 防腐 蚀对 策研 究 。 [ 关键 词] 集 输系 统 腐 蚀 因素 机理 研究 药 剂 投加 中图分 类号 : T N6 1 0 文献标 识码 : A 文章编 号 : l 0 0 9 — 9 1 4 X( 2 0 1 5 ) 1 9 —0 2 7 2 — 0 1
1腐蚀 的主 要影 响 因素研 究
1 1矿 化度
¥ 2 -
+2 H+ — —
H2 S . T
2 3结 垢趋 势预测 由于集 输系统 的水 中含有 较高 的钙 镁离子 、 铁离 子以及碳酸 氢根离子 和硫 酸根 离子 等 , 而且水 的矿 化度较 高 , 加 之具有 较多 的悬 浮物 , 所 以当环境条 件发
使 腐蚀 加剧 , 产生局 部 腐蚀 。
1 . 2 P H 值
p H值的 高低直 接关 系到集输 系统腐 蚀结 垢的情 况 。 当p H值小 于4 时, 碳钢 表 面 的氧化物覆 盖膜完 全溶解 , 这时 碳钢 表面 上同时进 行着氢去 极化 和酸性溶 液 中的氧去 极化 两个去 极化 反应 , 由于 腐蚀 产物 没有保 护作 用 , 所 以碳 钢表 面 上 进行 的是 均匀腐 蚀。 当N - I 值在 4 ~l 0 范围 内时 , 腐 蚀过 程受氧 扩散控 制 , 因而 腐 蚀速 度受 p H 值 影 响较小 ; 但 是在 一定 矿化 度的 水 中且水 温较高 时 , 如果 出 现 沉积 物又不 加 以控 制 , 则将导 致严重 的局 部腐蚀 。 p H值较 高时 , 碱 陛加强 , 使 系 统 结垢 严 重 , 当D H值 在 l O ~l 3 的碱 性范 围内时 , 随碳 钢 表面 的o H值升 高 , F e 2 0 3 覆盖 膜逐渐 转化 为具有 钝化 性能 的r - F e 2 0 3 保护膜 , 腐 蚀速 率会有 所 下 降。 但是 当p H值 继续 升高 时 , 腐蚀 速率 又会上 升 , 其原 因是 碳钢 表面 的钝 化膜 溶 解 成可 溶性 的铁 酸钠 ( Na F e O 2 o 1 . 3温 度 腐蚀率 这 种随温 度变 化的规 律与 金属表 面生成 的腐 蚀产物 的存在 形态 密

油 田 采 出污 水 中 含有 大 量 的溶 解 盐 , 它 包 括大 量 的K+、 Na +、 C a 2 +、 Mg 2 + 、 B a 2 + 、 S r 2 + 、 C l 一、 S O 4 2 -、 HC O3 一 等离子 。 这 些溶 解 盐类对 于水 的腐 蚀 性 有显著 的影 响, 不 同的阴离子 和 阳离子对水 的腐蚀 眭强弱影 响程度 也是不 同
生变 化 时( 如压 力降低 或温度升 高 ) , 就会 发生化 学反应通 过结晶 作用或沉 降作 用 形成碳 酸钙 、 硫酸盐 及各种铁 化合物 和污泥 等沉淀形 成水垢 。 预测结 果表 明 , 集 输污 水普遍 存 在碳 酸钙 结垢趋 势 , 且 随温度 升 高 , 结垢趋 势迅 速增 强 。 3 集 输 系统防 腐蚀 对篆 研 究 集输 系统 目前主 要的 防腐蚀 措施有 5 种: 投 加药 剂 、 合理选 择材 质 、 使用 涂 镀 层管 材 、 阴极保 护和 进行 防腐蚀 优化设 计 。 其 中投加 药剂 来抑制腐 蚀是 最经 济 也是 最简便 的方 法 , 对成 熟系统 应优 先考 虑投加 药剂 防腐 , 对部 分腐蚀 已经 十分严 重 的管线 , 通 过更 换特 殊管 材来进 行 防腐更 加合 适 。 3 1投 加药 剂防腐 集输系 统的腐 蚀主要是硫 酸盐还 原菌 , 选择投加 杀菌剂和缓 蚀剂来抑 制腐 蚀。 杀 菌剂评 价依 据 的是行业 标准S Y/ T 5 8 9 0 - 9 3 , 通 过测试 杀菌 剂前 后水样 中 细菌 的 含 量 , 来 计算 杀 菌 剂 的 杀 菌率 。 缓 蚀 剂 评 价 依据 的 是 行 业 标 准S Y/ T5 2 7 3 -2 0 0 0, 油 田采 出水用 缓蚀 剂性 能评 价方 法 , 采 用静 态挂 片法 。 3 2特 殊管 材防腐 管道按 材质分 有金属管 道、 非金属管道 、 和复 合管道 三种 。 金 属管道 是 由金 属材质 制造 的管道 , 如 钢管道 、 铸 铁 管道 、 和不锈 钢管 道等 ; 非金 属 管道是 由 非 金属 材料 制 成 的管 道 , 如 玻 璃钢 管 道 、 聚 乙烯塑 料 ( P E) 管道、 聚 氯 乙 烯塑 料 ( P VC ) 管道 ; 复合管 道就 是把两种 或两种 以上不 同化学物质 或不 同的组织 物质