石油机械的防腐技术探析

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1、石油机械的防腐技术探析　　【摘要】当前，我国部分主力油田已经进入中高含水开发期，伴随着综合含水的不断上升，油气采集等石油机械设备的腐蚀日渐严重，加之我国进口原因主要为含硫酸度较多的原油，如H2S、少量溶解氧和细菌等，受这些因素及其交互作用的影响，对石油机械设备是具有严重腐蚀性的，可以说腐蚀已经成为影响设备可靠性及使用寿命的关键因素，是造成各类生产事故的主要原因，石油机械的防腐问题急待解决。本文主要对石油机械设备产生腐蚀的原因进行了分析，并对石油机械的防腐技术和防腐措施进行了论述，以供读者参考。　　【关键词】石油机械；技术；防腐　　笔者认为，要解决石油机械的防腐问题

2、，首先要对产生设备腐蚀的主要原因进行系统的分析；其次要有针对性地研究石油机械防腐技术，提出不同的防腐措施。　　1石油机械设备腐蚀的主要原因　　我国石油机械设备产生腐蚀现象的原因有多种情况，但主要由于氯化物、硫化物、环烷酸、氢损轻、连多硫酸等化学物质引起的腐蚀现象，加之我国现有的炼油设备多是针对中低度含硫的原油而设计的，结构多为钢铁筑成，所以腐蚀现象较为严重。　　1.1是硫化物对石油机械设备的腐蚀。国内的腐蚀调查数据显示，随着加工进口原油数量的增加，原油的平均含硫量有逐步上升的趋势，湿硫化氢对碳钢设备的均匀腐蚀，随温度的升高而加剧。　　1.2是氢对石油机械设备的腐蚀

3、。氢可以使石油机械设备氢损伤、氢脆、氢鼓泡、表面脱碳、氢腐蚀等，氢腐蚀是指温度在200摄氏度以上，氢分压大于0.5MPa造成的腐蚀。氢腐蚀可致使钢材的表面和内部脱碳，造成钢材的强度、塑性和断裂韧性降低。　　1.3是连多硫酸对石油机械设备的腐蚀。装置运行期间受硫的腐蚀，在设备表成生成硫化物，装置停工期间有氧和水进入，与这些硫化物反应生成连多硫酸，在连多硫酸和拉伸应力的共同作用下，就有可能发生连多硫酸应力腐蚀开裂。　　1.4是环烷酸对石油机械设备的腐蚀。原油中的有机酸总称为环烷酸，其与铁物质直接作用产生腐蚀，与Fes反应生成可溶于油的环烷酸铁以进行反复的腐蚀，在环烷酸

4、临近沸点时的腐蚀性最强，随着温度的升高而呈减弱趋势，但在350摄氏度时，由于硫化氢的影响腐蚀垢下形成高浓度的酸性物质。　　2石油机械设备的防腐技术与措施　　基于石油机械设备腐蚀的原因，石油机械设备的制造企业，尤其是技术研发队伍要从不同层面和多角度地研究防腐技术，制定防腐措施，如材料防腐或工艺防腐等，以此来提升石油机械设备的性能和科技含量。　　2.1是采用防腐蚀材料。所选用材料的性能要具有良好的电绝缘性、抗阴极剥离性、足够的机械强度、良好的稳定性、简便的修补性和抗微生物性能好。常用外防腐层材料有石油沥青、煤焦油瓷漆、环氧煤沥青、胶粘带、聚乙烯包覆层、环氧粉末涂层、三

5、层防腐涂层。　　2.2是采用防腐蚀涂料。如：无机聚合物防腐涂料、环保耐酸防腐涂料等对石油机械的腐蚀都起到一定的作用。首先需要说明的是无机聚合物防腐涂料，它是由新型无机聚合物和经过分散活化的金属、金属氧化物纳米材料、稀土超微粉体组成的无机聚合物涂料，能与物体表面原子快速反应，生成具有物理、化学双重保护作用，通过化学键与基体牢固结合可形成无机聚合物防腐涂层，当前这种新型的无机聚合物防腐涂料已成为保护钢铁的理想涂料。其主要性能和特点是绿色环保、长效防腐、附着力强、高效方便、使用方法灵活。其次是机械装备环保耐酸防腐涂料，需要腰果酚改性酚醛树脂520份、醇酸树脂230份、金

6、红石钛白粉160份、200号溶剂油73份、润湿剂8份、抗沉分散剂5份、消泡剂PerenolR2份、高效复合催干剂1.5份及防结皮剂0.5份。具有环保、耐酸及耐磨的特点。　　2.3是采用电镀钨合金防腐防粘扣管接箍。电镀钨合金镀层为非晶纳米晶结构，具有优异的防腐耐磨耐高温抗氧化性能。在含Cl、H2S等介质中的耐腐蚀性、耐磨擦性优于镀铬，可全面取代镀铬。其镀层为非晶态，经过热处理后镀层变成为纳米硬度为950HV-1100HV（HRC68-71），在含H2S、CO2、NaCl、HCl等腐蚀性介质具有很好的耐腐蚀性。在干摩擦和加油润滑情况下均有极佳的耐磨性。摩擦后的磨损量比

7、硬铬层的磨损量小很多，在高温和高压下镀层无脱落现象，镀层在600摄氏度可保温1小时，稍微变色，耐高温抗氧化性远优胜于镀铬层，可全面取代镀铬。　　2.4是采用缓蚀剂防腐。将少量物质加入腐蚀环境中，借助该物质在金属表面上发生的物理、化学作用，降低金属材料溶解速度的方法称为缓蚀剂防腐，所加物质即缓蚀剂。缓蚀剂防腐具有缓蚀剂用量少、缓蚀效率高、高度的选择性等特点。缓蚀剂的作用机理主要服从吸附理论、成膜理论和电极过程抑制理论。由于缓蚀剂具有协同效应，碳钢材料在中性介质中，以重铬酸钾加硫酸锌，以7比1的重量比混合后保护效果最好，其次为重铬酸钾，在酸性介质中，以若丁的缓蚀效果最

8、好。　　综