淺析石油鉆采設(shè)備防腐工藝

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摘要：對(duì)近期石油鉆采設(shè)備腐蝕的研究進(jìn)行了綜述，包括腐蝕的類(lèi)型和原因，以及應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：腐蝕;石油鉆采;類(lèi)型;應(yīng)對(duì)措施

隨著石油化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)的石油鉆采設(shè)備在運(yùn)用的過(guò)程中也逐漸暴露出許多問(wèn)題，其中最嚴(yán)重的是機(jī)械設(shè)備腐蝕問(wèn)題[1]。機(jī)械腐蝕最初僅僅對(duì)設(shè)備表面有影響，但由于種種原因，腐蝕程度不斷加深，影響到機(jī)械自身的正常運(yùn)行，從而減少石油產(chǎn)量，甚至能夠影響石化設(shè)備性能從而導(dǎo)致安全問(wèn)題[2]。

1機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)腐蝕的類(lèi)型

1.1均勻腐蝕

對(duì)于一些金屬而言，出現(xiàn)的腐蝕比較均勻。其危害性較小，這是因?yàn)榫鶆蚋g的范圍大，容易被工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以相關(guān)處理，因此能及時(shí)防止設(shè)備出現(xiàn)更嚴(yán)重的腐蝕。1.2局部腐蝕這種類(lèi)型的腐蝕只出現(xiàn)在特定區(qū)域或局部區(qū)域，其危害性比均勻腐蝕大，因?yàn)榫植扛g不易被發(fā)現(xiàn)和預(yù)防，容易加重腐蝕程度，很可能造成重大安全事故。

2石油鉆采設(shè)備腐蝕的原因

2.1客觀因素

2.1.1內(nèi)在原因機(jī)械設(shè)備的材質(zhì)不同其抗腐蝕性能具有明顯差異。在眾多因素中，金屬晶粒的直徑大小對(duì)抗腐蝕性能有明顯影響。晶粒直徑大，腐蝕速度較快，反之，晶粒直徑小，腐蝕速度較慢。通常若材料表面比較粗糙，晶粒直徑較大，常會(huì)在金屬表面涂一層晶粒較小的氧化膜來(lái)提高抗腐蝕性。

2.1.2外在原因外在原因主要有以下幾點(diǎn)：①工作環(huán)境中的氧氣、酸、堿和水分等會(huì)對(duì)設(shè)備造成不同程度的腐蝕；②在石油鉆井過(guò)程中機(jī)械設(shè)備與鉆井中存在的各種液體直接接觸，這些液體包含水、泥土、壓縮空氣，同時(shí)還可能夾雜部分具有清潔功能的沖洗液、乳狀液等，這些液體攜帶的化學(xué)成分就極有可能腐蝕設(shè)備上與液體接觸的表面；③石油中的多硫化物、硫化物和氯化物與機(jī)械表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起機(jī)械設(shè)備的腐蝕，同一臺(tái)設(shè)備接觸多種物化性質(zhì)各異的介質(zhì)，會(huì)加速腐蝕；④設(shè)備的腐蝕與介質(zhì)的流速有關(guān)，無(wú)論是液體還是氣體，其流速越快腐蝕程度越嚴(yán)重。⑤與介質(zhì)的溫度在關(guān)，溫度越高，腐蝕越嚴(yán)重。

2.2人為因素

2.2.1防腐設(shè)計(jì)的問(wèn)題防腐設(shè)計(jì)體系不健全。防腐設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展缺乏針對(duì)性，脫離實(shí)際而呈現(xiàn)出理論化趨勢(shì)。對(duì)防腐設(shè)計(jì)的關(guān)注度不高，一旦發(fā)生事故，很難及時(shí)處理。

2.2.2防腐設(shè)計(jì)的意識(shí)較為薄弱。沒(méi)有對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)審核，容易埋下隱患。另外，在實(shí)施過(guò)程中對(duì)于細(xì)節(jié)和全局的銜接沒(méi)有做好把控，影響到石油機(jī)械設(shè)備防腐設(shè)計(jì)的可靠性和可行性。

3石油鉆井設(shè)備的防腐措施

3.1選用耐腐蝕性材料

選用耐腐蝕性較強(qiáng)的材料制作石油鉆井設(shè)備，雖然短期投資較大，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，運(yùn)用耐腐蝕性強(qiáng)的材料不僅可以長(zhǎng)期保證設(shè)備的工作質(zhì)量，而且還能降低維修成本。另外，選用硬度較大的材料，防止表面有劃痕。

3.2操作中金屬防腐措施

設(shè)備盡可能保持平整簡(jiǎn)單的狀態(tài)，無(wú)特殊要求盡量減少轉(zhuǎn)角和特殊形狀的部件，減小設(shè)備與介質(zhì)的接觸面積，降低腐蝕的可能性。并且安排專(zhuān)業(yè)的檢修人員定期檢查凹槽和接頭，定期清理雜質(zhì)。降低工作環(huán)境中的水分。因?yàn)榭諝庵械乃謺?huì)殘留在設(shè)備表面的裂紋中，極易引起腐蝕，所以要降低工作環(huán)境的濕度來(lái)減少空氣中的水分，或者用硫酸進(jìn)行干燥，但要控制好用量，防止干燥劑本身對(duì)設(shè)備造成腐蝕。再有，在設(shè)備上設(shè)有排水孔，防止殘留的水分發(fā)生腐蝕。

3.3結(jié)構(gòu)和工藝的防腐

①設(shè)備的各個(gè)部件盡量采用相同的材料，有效避免不同的化學(xué)元素互相侵蝕引起的腐蝕，②在設(shè)備結(jié)構(gòu)上盡量減少使用劃擦，避免接觸表層出現(xiàn)劃痕和腐蝕介質(zhì)的小范圍堆積，同時(shí)也能夠及時(shí)對(duì)接觸過(guò)腐蝕液體的表面進(jìn)行清洗和維護(hù)，避免腐蝕的發(fā)生或者惡化。③優(yōu)化焊接工藝和使用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?，減少或消除設(shè)備焊接處的殘余應(yīng)力，避免焊接存在的缺陷。

3.4增加防腐涂層

借助防腐涂層可明顯提高抗腐蝕能力，最長(zhǎng)用的涂層就是生活中常用的漆料[1]。漆料的選擇需要根據(jù)周?chē)g環(huán)境和設(shè)備使用環(huán)境的情況，較常見(jiàn)的漆料成分是鄰苯二甲酸樹(shù)脂，防腐涂層能夠?qū)⒃O(shè)備與周?chē)g性的環(huán)境分開(kāi)，減少設(shè)備與腐蝕介質(zhì)接觸的概率，起到保護(hù)作用。

3.5通過(guò)化學(xué)方法提高化工設(shè)備的防腐性能

鉆井設(shè)備一般工作在周?chē)紳M(mǎn)液體的環(huán)境，這就為采用化學(xué)方法防腐提供了良好的環(huán)境。利用電解過(guò)程中溶解陰極保護(hù)養(yǎng)雞的原理，通過(guò)在鉆井設(shè)備上外接電源，將設(shè)備作為陽(yáng)極，阻止設(shè)備通過(guò)失去離子或電子形成的腐蝕，達(dá)到保護(hù)的作用。利用電解原理進(jìn)行鉆井設(shè)備防護(hù)在理論上可行，但在實(shí)際操作過(guò)程也出現(xiàn)了一些實(shí)際問(wèn)題。如實(shí)際使用過(guò)程部分鉆井設(shè)備本身帶電或者需要在帶電的情況下工作，就需要對(duì)現(xiàn)有的電解防腐方法進(jìn)行改進(jìn)了，需要在實(shí)際使用過(guò)程中將正極的金屬設(shè)備材料更換為非金屬導(dǎo)電材料或者其他的惰性金屬，這樣可以在保證正常運(yùn)行的情況下對(duì)設(shè)備起到腐蝕防護(hù)的作用的。

3.6電鍍防腐蝕法

電鍍腐蝕是目前運(yùn)用最廣的一種防腐技術(shù)，在石油設(shè)備防腐過(guò)程中也應(yīng)用廣泛。電鍍腐蝕通過(guò)在石油設(shè)備的表面電鍍一層防腐蝕的具有抗氧化和抗腐蝕能力的金屬（如鉻和鋅）層，這類(lèi)金屬通常與環(huán)境的氧作用會(huì)生成一層惰性的氧化膜，這層氧化膜能阻礙外面的化學(xué)成分進(jìn)入鍍層內(nèi)部，避免石油內(nèi)的雜質(zhì)與機(jī)械發(fā)生反應(yīng)，將機(jī)械表面和外界腐蝕物質(zhì)隔來(lái)，從而達(dá)到防腐的目的。

3.7完善防腐設(shè)計(jì)體系，提高防腐意識(shí)

建立健全石油鉆井機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制，認(rèn)真檢查設(shè)備，發(fā)現(xiàn)有損壞的零部件要及時(shí)更換，加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)人員的設(shè)備防腐意識(shí)，制定和實(shí)施嚴(yán)格防腐工作指南或標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)石油鉆井機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期防腐處理和維護(hù)，提高石油鉆井機(jī)械設(shè)備的防腐性能和防護(hù)效果。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了提升鉆采設(shè)備的防腐性能，提高石油開(kāi)采的效率，必須在設(shè)備的防腐的原理和技術(shù)上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破，加強(qiáng)企業(yè)對(duì)設(shè)備防腐性能的研發(fā)和防腐能力技術(shù)的提升。隨著我國(guó)對(duì)石油產(chǎn)品的需求量的日益增加，石油開(kāi)采力度和開(kāi)采深度也將逐漸增加，鉆井設(shè)備也必然要工作在更加嚴(yán)苛的環(huán)境下，對(duì)設(shè)備的防腐性能和防腐需求也必然越來(lái)越大。

參考文獻(xiàn)

[1]宋迎.石油化工設(shè)備腐蝕原因分析及應(yīng)對(duì)措施[J].石化技術(shù)，2018（7）：33

作者：劉愛(ài)武 單位：普斐特油氣工程（江蘇）股份有限公司