如何提高石油钻采设备的抗腐蚀性

（中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司，辽宁 盘锦 124209）

如何提高石油钻采设备的抗腐蚀性

安峻永

（中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司，辽宁 盘锦 124209）

在自然界中，腐蚀是最为常见的现象。在钻采工作中，由于开采环境较为复杂恶劣，设备长期处于该种环境中，极易受到腐蚀。本文针对当前石油钻采中设备遭受腐蚀的因素进行了分析，分别以工作环境以及工作原理作为出发点，对各类设备的防腐工艺进行了总结，并结合实际的应用情况，证明文章所提几种防腐策略都能取得良好的效果。

石油钻采；设备；防腐

一般工业生产所使用的机械设备大多为金属材料，而工业生产环境相对较为恶劣复杂，设备容易受到腐蚀作用，因而在设备的生产过程中会在设备表面加涂一层防腐涂层。在石油钻采过程中，为了保证钻采设备的使用寿命最大化，并提高设备使用的安全度，避免出现生产事故，应当针对设备进行适当的防腐处理，这具有重要的意义。

1 环境分析

1.1 沙漠环境中的设备防腐

沙漠地区昼夜温差大，气温急剧变化，使得水蒸汽凝结，造成设备腐蚀严重。例如，塔中油田最高气温达45～50℃，2001-07地面最高温度达74℃，2001-01最低温度为-29～-27℃，月温差达30℃。在酷热天气下，温度每增加10℃，腐蚀速度增加1倍。此外，沙漠地区环境较为特殊，具有风沙大的特点，而风沙对设备会造成严重的侵蚀，对设备的表面破坏性极大。所以，对于沙漠地区的设备外表面土层进行选用时，应当注意，选择耐候性较强以及柔韧性较大的的材料。

1.2 海洋环境中设备的防腐

海洋腐蚀是自然界中较为严重的一种腐蚀，因为海洋大气中富含各类盐离子，尤其是Cl-最为严重，它会破坏金属表面的钝化膜而引起点蚀穿孔。海洋气候下，相对湿度高，当材料所处环境湿度大于材料的临界湿度时，腐蚀速度加快，钢铁的临界湿度为65%，而渤海湾地区最高相对湿度达88%，南海海域平均相对湿度达81%，均超出了钢铁的临界湿度，在这种条件下，不但加速的腐蚀速度，对设备的腐蚀程度也有所加深。因而在进行外表面图层的选择过程中，应当考虑选择耐水性以及耐盐雾性相对较高的油漆。

1.3 滩涂环境中设备的防腐

处在滩涂环境下的油田设备大多都设置在水草地带或者泥泞中，设备受到的侵蚀作用主要来自于微生物以及泥水混合物，因而在进行外表面防腐涂层的选用时应当选择具有耐水性以及耐酸碱性的油漆。

1.4 陆地环境的设备防腐

处于陆地环境的油田设备所处环境相对较好，但是依照其所处地理位置以及其环境的差异，在外表面防腐图层的选择中也具有一定的差异，例如环境温度、湿度以及大气指标等都会影响到防腐涂层材料的选择。

2 工作原理分析

在油田生产中，石油钻修设备常常处于起下、旋转以及泥浆循环等作业中，而试采设备则大多进行旋转以及起下作业。因而石油钻采设备大多为钢制、重型、大型设备，并且大多裸露于外界环境中，其防护性相对较差。很多诸如钻台以及井架等主要部件，暴露于外界环境中，很容易受到磕碰以及摩擦，同时还会受到交替变化应力以及化学腐蚀。而钻采设备整日同腐蚀气体、水以及原油等物质接触，加速了腐蚀速度。另外，石油钻采设备大多为大型设备，且品种较多，因而在防腐处理上采用防腐涂层的方法较为实用。但是依照设备的作用范围以及所处环境的不同，在防腐涂层才来偶读选择上就具有很大的差异，必须充分考虑到涂层的耐水性、耐油性以及耐腐蚀性气体、污物等特性。

3 油漆的选择

环氧富锌防锈底漆是由锌粉、环氧树脂和聚酰胺固化剂、助剂及溶剂等配制而成。由于它含有大量金属锌粉，因而具有阴极保护作用，锌标准电位（-0.76V）低于钢铁（-0.44V）成为阳极，从而保护了作为阴极的钢材（设备）不受腐蚀，其化学反应关系式为Zn→Zn2++2e，同时，锌与空气中的CO2和水反应生成碱式碳酸锌或与盐雾中的盐和水反应生成氯化物及络合物，该产物结构致密，填满了漆膜空隙，防止氧和水的侵蚀，使漆膜具有更好的防锈和保护作用，同时它还具有优异的附着力和耐冲击性能，很好的耐油性和耐溶剂性能，是一种目前使用较广，性能较好的防腐蚀用底漆，适合于海洋及沙漠环境。

脂肪族聚氨酯面漆在耐磨性以及抗冲击性和耐候性上具有其他材料无法比拟的优异特性，并且在保色性以及保光性上也相对较好，在目前的设备防腐中应用较为广泛。

氯化橡胶面漆在耐水性上相对较好，并具有优异的防腐特性，且耐久性以及耐候性相对突出，并且施工方便，具有较强的附着力，因而也是常用的几种防腐面漆之一。

酸性环氧树脂漆适用于凝露干湿条件中，这是由于其耐水性、耐碱性以及耐酸性相对较为突出。

醇酸系列漆需要经过油改，在保色性以及保光性和耐候性、防腐性上都有所提升，且抗冲击性以及柔韧性也差强人意，但是由于价格较为低廉因而是性价比较高的一种仿佛涂料。

4 涂层的配套体系

基于钻采设备所处的工作环境，以及钻采作业的工作原理和设备的基础结构等因素影响，设备的防腐涂层作为基础防腐处理，具有较强的适用性和可行性。在进行喷漆过程中，首先应当考虑到底漆的耐油性、附着力以及防腐性，此外面漆的柔韧性以及耐候性也是重点考虑的问题。而各个层面的漆之间的结核性也是涂层配套问题的重点考虑内容，此外施工工艺也会极大的影响到防腐涂层的防腐性能。

5 工艺概述

在进行设备的防腐涂层喷涂过程中，首先应当喷涂底漆，其次为封闭漆，继而为中间漆、后面漆，或者先喷金属层，继而再喷涂面漆，遵循从内至外的顺序。并且需要注意，必须等到每层材料干透后，在进行下一层的喷涂。另外为了保证颜色明亮、鲜艳，需要注意色料的加入顺序，首先应当先进行色相的调准，继而对亮度进行校正，最后再调整纯度，调色原则应当遵循从浅到深的原则。

6 工艺特点

对预处理工艺进行完善，并提高油漆的使用性能，加强配套体系的应用；同时使用新型的喷涂工艺，利用黄钻用的喷涂设备，保证喷涂环境符合标准要求。

结语

石油设备的防腐处理是设备应用的一大难题，近年来一直是研究的重点课题，通过实践可以看出，石油钻采设备通过防腐涂料的应用能够有效的增加设备的防腐性，延长设备的使用寿命。

[1]阎西康.盐腐蚀钢筋混凝土构件力学性能试验研究[D].天津大学，2005.

[2]赵庆.石油钻采设备的防腐工艺完善研究[J].中国机械，2014 (10).

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