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含硫气田设备及管道的腐蚀与防腐

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释放 出的氢离子 是强 去极化 剂 ， 易在 阴极夺取 极 电子 ，促 进 阳极铁 溶解 反应 而 导致钢 铁 的全 面腐 蚀 。 ＨＳ水 溶液 在呈酸 性 时，对钢 铁 电化学腐 蚀过程 的反 ｚ
应 式如 下 ： 阳极反应 ：Ｆ 一２ — Ｆ ｅ ｅ ｅ 阴极反应 ：２ ｅ — Ｈ ｄ ａ Ｈ＋２ ａ ＋Ｈ ｄ— Ｈ ２ ｆ
表 四川主要含硫气田腐蚀介质数据 １
１ １硫 化氢的腐蚀机理 ．
发 生腐 蚀 的基本 条件 是有 ＨＳ和液态 水 。干 燥 的 ｚ
Ｈ ｚ ｓ对金属材料无腐蚀破坏作用，它只有在水中才具 有腐 蚀性 。ＨＳ在水 中 的离解 反应 为： ｚ
ＨＳ 一 ２ ＋Ｈ — Ｓ
Ｈ 一一 Ｈ ＋Ｓ一 Ｓ ＋
王 兵 ，２０ 毕业于 西南石 油大 学油气 储运 工程 ，现 为 西南 石油大 学油 气储 运工 程在 读硕 士，研究 方 向为油 气管道 输送 工艺及 管 道运行 优化 仿真 。通 讯 ０５年 地 址 ：四川 省成都 市新 都区西 南石 油大 学硕 士 ２０ 级 （ ）班 ，６００ ０５ ２ １５０
和ＨＳ Ｏ等 酸 性气体 ，工业 上称 为含硫 天 然气 。在 ２、ｃ。 集输 过程 中 ，由于温 度和 压力 的变化会 使 水蒸汽 从天 然气 中析 出形成 液态 水 。当液 态水 中溶解 了酸 性气 体 后， 会对 金属 管道 、 容器 、阀门等设 备 内壁 产 生腐蚀 ， 减少其 使用 寿命 …。 四川气 田主要为 含 ＨＳ ０的酸 性气 田 ，腐蚀 介 、ｃ 质 为 ＨＳ ０和 ｃ 一 ０ ，被 腐蚀 的设备 包括 气井 油 ２、ｃ ｌ ） 管 、套 管、站场 设备 、集 输气 管线 、输 水设 备等 。四 川 主要含硫 气 田的腐 蚀介质 数据 见表 １ 。腐蚀 不仅 增 大 了生产成 本 ，而且 还有 安全 隐患 。因此 ，研 究含硫 气 田设备 、管 道的腐 蚀与 防腐意 义重 大 。
摘 要 四川气田系我 国典型的含硫气田， 设备及管道的腐蚀与防腐 问题一直是一个重要 的研究课题。 文 章首先分别探讨 了 Ｈ 腐蚀和 ｃ ｚ ｚ ｓ Ｏ腐蚀的机理及其影响 因素， 而提 出了Ｈ 和 ｃ 进 ： ｓ Ｏ的防腐工艺和措施， 最后探 讨了含硫气田腐蚀及防腐研究的热点和发展方向， 出应该大力开展 高含硫 气田的腐蚀和防腐技术、 指 二氧化酸 条件下的钢材腐蚀机理和防腐技术、 细菌腐蚀 以及新型合金材料及非金属管道的应用研究， 同时进行防腐实验 。
川 开发 的气 田中含硫 气 田 占有相 当 比例 。 在含硫 气 田 开 发中 ，腐蚀会 造 成油套 管断裂 、井 口装 置失灵 、集 输 管线爆破 等 严重事 故 ，不 仅影 响天然气 生产 、 成 造 经 济损 失，而 且严重 威胁着 周 围人员 的生命 安全 。
井口分离脱除杂质和大量的游离水后， 仍含有饱和水
关键词 含硫 气田 腐 蚀 防腐 设 备 管 道
（ ｕ ｆ ｄ ｔ ｅ ｓ Ｃ ｒ ｏ ｉ ｎ Ｃ ａ ｋ ｎ ， Ｓ Ｃ ） 四 Ｓ ｌ ｉ ｅＳ ｒ ｓ ｏ ｒ ｓ ｏ ｒ ｃ ｉｇ Ｓ Ｃ 。
０ 引 言
含硫 气 田 的设 备及 管 道 腐 蚀 问题 是 制 约 油气 田 开发 建设 的一个 关键 因素 。 下开采 出来 的天 然气经 井
对 高含硫 气 田 ，管线采 购 要求进 行 ＨＣ试验 ，一 Ｉ 般 采用 ＮＣ Ｍ ２ ４ 准试验 方法 进行 。 Ａ ＥＴ ０８ 标
◆ 酸性环 境 的特 殊要 求 酸 性 条件 下 ，需要对 钢 材
质 将成为 控制 腐蚀速 率与破 坏 形状 的主要 因素 。
１２含 硫天然气腐蚀 的主要类型 ．
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・
４ ・ ｏ 年ｌ月 Ｏ ２ ７ ２ ｏ
油 气 田环 境 保 护
综 述
含硫气 田设备及管道 的腐蚀ห้องสมุดไป่ตู้与防腐
王 兵 李长俊 廖柯熹 蒋方泽 付先 惠
（． １西南石油大学石油工程学院；２西南油气 田 ． 分公 司蜀 南气矿地面项 目 ） 部
ｌ
Ｈ ｂ 一 钢 中扩 散 ａ
阳极反应 的产 物 ：Ｘ ｅ ＋Ｙ｝ 一 Ｆ Ｆ Ｓ ｅ ｌ Ｓ 式 中 ：Ｈ ｄ ａ ——钢 表 面上 吸附 的氢原子 ；
Ｈｂ ａ —— 钢 中吸 收的氢 原子 。
阳极 反应 生成 的硫化 铁腐 蚀产物 ， 常是 一种有 通
１ 含硫 天然气 的腐蚀
粒 、 高纯净 度 、微 合金 化 、全 镇静 钢 。
除作为 阳极 反应过程 的催 化剂 ，促进 铁 离子 的溶解 ， 加 速钢 材重 量 损失外 ， 同 时还为 腐蚀产 物 提供 ｓ ， ｝ 在 钢 表 面 生成 硫 化铁 腐 蚀 产 物膜 。腐 蚀 产物 主 要 有
Ｆ ９８ ｅＳ、Ｆ Ｓ、Ｆ Ｓ ｅ ，Ｆ ３ ｅ ｅ 。硫 化铁 产 物膜 的结构 和 性 Ｓ
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综 述
油 气 田环 境保 护
第ｌ卷． 期 ．１ ７ 第４ ４ ．
分是碳钢 和低 合金钢 。在 ＨＳ Ｈ０的腐蚀环 境 中 ， ｚ ｚ、 ２ ＨＳ
然气 工业 输送 管 交货技 术 条件 》包 括 了三部 分 ：① Ａ 级钢 管 ；②Ｂ级钢 管 ；③ ｃ级钢 管 。其 中 Ｃ级钢 管是 用 于输 送酸 性油气 环 境的钢 管要 求 ， 所炼钢 应为 细晶
含硫天然气在钻采 、 输气过程中对钢材的腐蚀主 要有电化学失重腐蚀 、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂
缺 陷 的结构 ，它与 钢铁表 面 的结合力 差 ，易脱落 ，易 氧 化 ｉ它 的 电位 为正 ，作为阴 极与 钢铁基 体构成 一个 活 性 的微 电池 ，对钢 基体继 续进 行腐 蚀 。 含 ＨＳ 然气 集输 管道和 设备 使用 的钢材绝 大部 ｚ天

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气田采出水处理设备及管线的腐蚀与防护

气田采出水处理设备及管线的腐蚀与防护

气田采出水处理设备及管线的腐蚀与防护发布时间：2022-05-06T09:12:34.806Z 来源：《中国教工》2022年1月1期作者：刘海燕柴兴军钱晨[导读] 气田运行中，每天具有大量的采出水，在采出水中具有腐蚀性物质，设备及管路受到的污染较小刘海燕柴兴军钱晨长庆油田分公司第三采气厂第三天然气处理厂，内蒙古鄂尔多斯，017000摘要：气田运行中，每天具有大量的采出水，在采出水中具有腐蚀性物质，设备及管路受到的污染较小。

在本研究中，对设备、管线腐蚀原因进行分析，提出设备管路腐蚀防护措施，从而达到理想的防护目标。

关键词：气田；采出水；设备管线腐蚀；保护措施世界各个国家均需要大量的能源，在开采及勘测技术发展背景下，天然气产量随之增高，气田采出水量增多。

气田采出水在处理过程中面对巨大挑战，对气田中的采出水进行合理处理，可降低企业的生产成本，避免对环境产生巨大污染，实现气田采出水工艺发展。

我国气田在开采中，常见含醇气田采出水及其他类型污水，此类污水在设备处理中及管线运输中，对是设备及管路产生腐蚀，严重影响气田的开采效率，导致设备在腐蚀后无法正常运行，降低企业的经济收益。

对此，还需对气田采出水情况进行分析，明确腐蚀因素，采取相关的防护性措施。

1.设备、管线腐蚀原因将我国某天然气处理厂作为观察对象，在5年的运行过程中，气田采出水对管线及设备腐蚀程度存在差异，处理厂气田中含醇水及生产各类污水常见，比如，每天含醇污水量在93m3，每天污水的产出量在51.82m3，混合污水的量在58.78m3，塔底水在80m3。

基于基本参数基础上，对设备及管线的腐蚀原因进行分析。

1.1回注气田采出水对水质进行分析过程中，具有溶解能力的是二氧化碳及硫化氢，气田采出水中的ph值相对低，水质呈现酸性，这也是设备及管线发生污染的重要因素。

回注气水矿化度较高及CL-量高，在回注气田中，采出水中含有大量的悬浮物及污渍，采出水均为氯化钙型。

解决含硫天然气对放空立管的腐蚀问题

解决含硫天然气对放空立管的腐蚀问题

设备管理与维修2021翼1（上）解决含硫天然气对放空立管的腐蚀问题肖刚（中国石油西南油气田塔里木油气工程分公司，新疆库尔勒841000）摘要：采用列举法与排除法列举三种解决含硫天然气对放空立管腐蚀问题的方案，在安全生产的前提下，通过最终目的、安全性保障、经济性论证三大方面对所列三种方案进行论证，得出采用放空管线加防硫化氢腐蚀内涂层的方案是解决含硫天然气对放空立管腐蚀问题的最佳方案。

关键词：列举法；排除法；内涂层；最佳方案中图分类号：TGl74.4文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2021.01.570引言在天然气生产场所，放空系统稳定完好是气田安全生产的保障。

目前，国内含硫气井放空系统均使用无缝钢管作为主工艺流程材料[1]，设立单独的放空点火火炬立管（高约20m ）因腐蚀严重每两年更换一次，更换作业期间停产，每次更换费用约40万元，每年维修费6万元。

一般在常温常压下，钢材在干燥的含硫化氢天然气中基本上不会出现腐蚀现象，只有在含硫化氢的天然气含有一定的水分时才会出现腐蚀，并且加速非金属材料的老化。

日常生产中，硫化氢对金属的腐蚀方式有很多种，比如电化学失重腐蚀、氢脆以及硫化应力腐蚀开裂等，其中日常生产生活中多数以后两者为主，通常将其统称为氢脆破坏。

氢脆破坏往往在石油生产中造成井下管柱的突然断裂脱落或者地面管汇和仪表引压管线的爆列以及采油区井口装置的破坏等。

现有含硫气井因产出天然气均含硫，且含凝析水，对放空立管腐蚀严重[2]。

一旦放空管线穿孔、失效，极易引发火灾、爆炸、硫化氢外泄，对井站及周边居民的生命财产安全有着巨大威胁。

本文论证所采用的基准放空火炬系统是集火炬点火、燃烧、检测为一体的燃烧系统，火炬采用火炬顶部双电点火引火装置，采用两台高能防爆点火器作为电点火能源供应；控制系统采用西门子200型PLC 作为火炬点火燃烧控制核心，并采用RS485协议与中控室DCS 系统通信[3]。

含硫天然气集输管网的防腐

含硫天然气集输管网的防腐

性 ，为系统 的及时维护 与检修提供科学依据 。
２５ 缓 蚀 剂 的 筛选 ．
由于不 同材质的管道在不 同腐蚀环境 中的腐蚀特征差异较 大 ， 腐 蚀机理各具特点 ，因此在使用缓蚀剂对管道实施防腐时 ，需要对缓 蚀 剂进行筛选 ，使其与腐蚀 环境相 匹配 。 （ ） １ 缓蚀 效率的影响 因素。缓蚀剂 的缓蚀效率不 但与管输介 质 的化 学成分 有关 ，而 且与管 网所处 的环境有 关 ，在 不 同的环境条 件 下 ，硫化物与金属反应生成的腐蚀产物差异较大 。致密 的腐蚀产物 层 有助于抑制腐蚀 ，缓蚀剂不应破坏该保护膜层 ，在此前提下适 量减少 缓蚀剂 的添加量 ，以降低加剂成本 ；疏松 的腐蚀产物层 会促进腐蚀的 发生 ，应选择与金属结合力较强的缓蚀剂 ，以覆盖金属 的裸露 部位 ， 减轻管道的局部腐蚀程度。 温度也是影响缓蚀剂性能 的重 要指标之一 。在 通常 情况下 ，当环 境温度升高 时，缓蚀 剂分子和管输介质 中的其 他分子热运动加剧 ，缓 蚀 剂难以形 成完整 的保护膜 层 ，不 能对管 道 内壁 发挥有 效 的保护作 用。在不 同的温度 条件下 ， 缓蚀 剂的缓 蚀效率存在较大的 （ ７ ） 转１ 页
２２ 管 网的 敷 设 ．
气田生产中遇到的腐蚀 ，绝大多数都是电化学腐蚀。埋地 钢质管 道与 电解质 溶液接触 时 ，由于表面 的不均匀性（ 如金 属种类 、组织 、 结晶方 向 、内应力 、表面光洁度 、表面处理状况 等的差 别） ，或埋 地 钢质管道不同部位接触的电解液种类 、浓度 、温度 、流速等差别 ， 从 而在表面出现阳极区和阴极区。阳极区和阴极区通过埋 地钢质管道本 身互相闭合而形成许多腐蚀微观 电池和宏观电池。埋 地钢质管道电化 学腐蚀就是 一个发生阳极和 阴极反应的过程 。 由于常见的埋地钢质管道表面和介质的不均一性 ，如在介质溶 液 里碳 钢中的铁碳化合物阴极 ，而铁是阳极 ；表面膜有微孔时 ，孔内金 属是 阳极 ，表面膜是阴极 ；受到不均匀应力时 ，应力较大的集中部分 为阳极 ；表面温度不均匀时 ，温度较高区域为阳极 ； 液中氧或氧化 溶 剂浓 度不均 匀时 ， 度较 小的地方 为阳极等 。因而形成了腐蚀 电池 。 浓 干燥的含硫天然气对金属的腐蚀较弱 ，只有在含水条件下才会表 现 出较 强的 腐蚀 性 。 因此 ，含硫 天 然气 具 备腐蚀 性 的基 本 条件 是
输气管道内腐蚀及内防腐技术

输气管道内腐蚀及内防腐技术

输气管道内腐蚀及内防腐技术摘要：内腐蚀是长输天然气管道普遍存在的问题,管道内腐蚀是硫化氢，二氧化碳等酸性气体和水汽对管道内壁造成的腐蚀，常见于长输天然气管道在管道埋深、管径等发生改变的地方。

随着我国天然气需求量的增加,管道内腐蚀问题越来越引起人们的重视。

本文对管道内腐蚀原理进行分析,在此基础上提出了防范和控制内腐蚀的方法和措施。

关键词：输气管道；内腐蚀；防护措施引言油气长输管道是油气运输的的重要方式，但在油气运输的过程中，由于输送介质中存在杂质等原因，不可避免会对管道造成一定的腐蚀。

管道内腐蚀是指由硫化氢、二氧化碳等酸性气体和水汽共同引起的发生在管道内壁的腐蚀现象。

内腐蚀是影响天然气管道安全运行的重要因素，内腐蚀能在局部使管道厚壁减薄，从而降低管道强度，严重时可能导致泄漏事故的发生。

内腐蚀引起的事故大都具有隐蔽性和突发性，对周围居民的生命财产构成严重威胁。

由此可见，研究长输天然气管道内腐蚀原理及内腐蚀控制的方法和措施迫在眉睫。

1输气管道内腐蚀机理1.1输送介质1）二氧化碳二氧化碳是输气管道内部最主要的腐蚀性介质。

二氧化碳腐蚀主要是天然气中的二氧化碳溶于液态水中生成碳酸引起的电化学腐蚀。

二氧化碳腐蚀有多种形式，可能出现的类型分为有碳酸盐覆盖膜情况下的均匀腐蚀、无碳酸盐覆盖膜情况下的均匀腐蚀、流动引起的台面状腐蚀和无膜区局部腐蚀等形式。

影响二氧化碳腐蚀的主要因素有温度、压力、二氧化碳浓度和介质的酸碱值等。

2）硫化氢一般的天然气长输管道中硫化氢的含量非常低，在实际生产中腐蚀性介质以二氧化碳为主。

由于天然气长输管道含硫化氢较少，明显的硫化氢腐蚀一般只发生在油气田开采、集输等上游生产过程中。

硫化氢在液态水中的溶解度较高，引起的腐蚀类型主要有氢鼓泡、氢脆、电化学失重腐蚀、硫化物应力腐蚀开裂等。

当二氧化碳和硫化氢共同存在时，硫化氢对管道腐蚀的发生反而有一定的抑制作用。

3）液态水如果输送介质中不含任何形态的水，内腐蚀发生的概率会非常低；输气管道内部的水以气态存在时，不会造成严重的内腐蚀；液态水的出现会导致发生较严重内腐蚀。