地面采油设备的腐蚀问题探析

朱传诗（大庆油田呼伦贝尔分公司，黑龙江 大庆163000）

地面采油设备的设计和使用过程中，除了保证油气水分离等基本功能外，还应考虑腐蚀问题。地面采油设备是在腐蚀环境中使用，腐蚀程度有所不同，化学组分、水量、流速、温度和压力等因素都会加大腐蚀程度，这就需要有效监测设备的腐蚀情况。地面采油设备的腐蚀可能使其丧失部分功能，可能导致经济损失或安全问题，这就需要对其工作环境、腐蚀类型进行分析，探讨针对性的防腐措施。

1 地面采油设备的工作环境分析

在地面采油设备工作中，其所处的环境会对其形成腐蚀，这就需要对腐蚀环境进行识别，以此来减缓腐蚀程度。自然环境中的电化学作用是导致采油设备腐蚀的一个重要因素。对腐蚀环境进行分析，主要包括酸性腐蚀和非酸性腐蚀。酸性腐蚀主要是因为环境中的水和硫化氢存在所致，酸性腐蚀会产生强粘性的产物，流体速度不会对其造成影响，但是在一些情况下，也可能会造成非腐蚀性腐蚀一样的严重腐蚀，甚至存在更严重的情况。非腐蚀腐蚀主要是因环境中水、有机酸、氧和二氧化碳的存在而引起的腐蚀。非酸性腐蚀会随着流体流速的加大而加速，这是因为非酸性腐蚀产生腐蚀产物会被流体冲刷而形成新的腐蚀，逐步被腐蚀底层金属而加快腐蚀过程。

2 地面采油设备的腐蚀分析

地面采油设备的腐蚀情况较为复杂，存在多种类型，主要包括以下几类：

全面腐蚀：设备在腐蚀环境内出现均匀腐蚀，设备金属表面会被全面侵蚀，在酸性腐蚀环境和非酸性腐蚀环境中都可能出现。麻点状腐蚀：主要是设备金属的局部腐蚀，通常是从表面朝内部扩散，材料上造成尖角孔洞。严重的麻点状腐蚀通常是由非酸性腐蚀引起，也有因H2S 导致严重麻点腐蚀的情况。硫化物应力致脆破裂：硫化氢气体溶解在水中就会形成强腐蚀，设备金属在腐蚀和张应力作用下而出现破裂，对于此类腐蚀的控制一般是对碳钢材料硬度进行合理选择。缝隙腐蚀：在存在的间隙和狭缝周边出现的腐蚀。沉积物腐蚀：腐蚀产物和其他沉积物质在设备金属周围会导致腐蚀。原电池腐蚀：设备表面的不同金属在电解质中连接而形成的腐蚀。选择性焊缝腐蚀：设备母体金属和焊缝之间有着不同的微结构，电解质中出现阴极和阳极，出现焊缝腐蚀，焊缝在管子上呈现正V 型时能有效控制此类腐蚀。H2气泡腐蚀：设备金属被腐蚀侵入后可能生成氢气，会在内部形成包裹或存在于孔隙中，最后导致破裂、起泡或是劈裂。

3 地面采油设备的腐蚀监测

地面采油设备的腐蚀过程较为复杂，影响因素较多，要想了解腐蚀的原因和情况就必须制定适当的措施。在腐蚀监测方面主要可采取目视检查、挂片检测、电阻探针、线性极化探针以及其他相关监测手段。

目视检查是对设备的外观进行检查，整体了解设备的腐蚀概况，为后期的检测提供参考和依据。挂片检测是把洗净和称重好的金属挂片防止在设备所处的实际环境内，定期取出来测量金属损失量，也可应用在流动的液体内，定期对挂片进行置换。在腐蚀过程中金属试件的截面积减少就会增大电阻，电阻探针就是基于此原理制作的测试仪，通过电读数来了解腐蚀情况。此类电阻探针一般用于水量较少的设备，能实现腐蚀速率的连续监测。线性极化探针是探针随着金属的损耗而出现极化，腐蚀速率通过电读书能有效反映。

4 地面采油设备的防腐控制

对于地面采油设备的防腐主要是从材料、工程设计、化学防腐剂、涂层选择以及阴极保护几个方面入手，具体措施如下。

4.1 合理选择材料

地面采油设备使用大量钢材，金属材料的选择时首先要考虑经济成本。通常选取强度高的优质碳素钢，在器皿、湿气提取器、阀门微调器以及阀门等小元件可选择合金钢。

4.2 工程设计上的防腐

地面采油设备在设计和安装过程中，需要采取合适的防腐设计来降低后期的费用投入。如在集气管和出油管的井口处，根据相关程序要求来安装玻璃纤维加强的塑料接头或是绝缘法兰。对流体流动速率进行合理设计，降低管线内部的腐蚀程度。可在油罐场、泵站和其他装置内增加保护涂层来破坏原电池，减少腐蚀。消除有害原电池，也可适当采取安装阴极保护的方法来防腐。

4.3 合理选用涂层

防腐涂层的存在能有效隔离腐蚀性气体、液体与设备金属之间的接触。但涂层的选择需要从实际使用环境出发，选择对应的安装方式和使用方法。首先要保证涂层的完整性，确保金属没有暴露在腐蚀环境的空白点。涂层损坏的部位很可能发生腐蚀。地面采油设备的防腐涂层使用较多的包括聚氨酯、衬料、水泥、环氧以及酚醛树脂等。

4.4 应用阴极保护

阴极保护是通过强加电流法或是牺牲阳极法来将金属转变为阴极，以此来防止金属表面出现腐蚀，对地面采油设备的地下部分或掩埋部分进行保护。牺牲阳极法一般是在设备的金属上连接合金或活泼金属，形成原电池，采用较多的是锌、铝及其合金。

对于地面采油设备的腐蚀问题，首先要考虑其所处的工作环境，对腐蚀的类型和原因进行分析。采取合适的腐蚀监测手段来定期了解设备的腐蚀速度和情况，以此为依据来制定对应的防腐措施，确保地面采油设备的安全、高效实用。