浅冷装置压力管道腐蚀原因分析及防腐措施

赵贵东（大庆油田天然气分公司，黑龙江 大庆 163000）

浅冷装置压力管道腐蚀原因分析及防腐措施

赵贵东（大庆油田天然气分公司，黑龙江 大庆 163000）

本文对目前浅冷装置中在用的压力管道腐蚀机理进行了详细分析，根据生产实际提出适宜的防腐措施，为生产装置的稳定运行提供有力技术保障。

浅冷装置；压力管道；腐蚀；防腐措施

浅冷装置运行期间涉及的介质有天然气、轻烃、氨、润滑油等，在不同压力等级下运行的压力管道有数十公里之长。浅冷装置易发生因压力管道腐蚀穿孔而导致被迫停机，不同程度地影响了装置生产。管线一旦发生砂眼渗漏导致带压介质瞬间外泄，极易引发其它安全事故，且污染环境。

1 浅冷装置中管线腐蚀特点分析

1.1 高压天然气管线

1.1.1 高压低温冷脆腐蚀

浅冷装置中，当管道内长期高速流动着低温介质时，使管线内壁由韧性状态慢慢变为脆性状态，发生低温脆性腐蚀。

1.1.2 二氧化碳带来的电化腐蚀

二氧化碳作为油田伴生气的组分之一通常含有一定的水，因此二氧化碳溶于水后与钢铁发生电化学腐蚀[1-2]。

1.2 轻烃管线的腐蚀

1.2.1 典型的电化学腐蚀

轻烃在进入沉降罐前，其中的水分与管线内壁接触，形成H2S和HCL，反应生成不稳定的硫化亚铁，导致管线内壁涂层被破坏。同时，管线材质中的铁可以与水发生简单的氧化还原反应，生成铁锈。

1.2.2 典型的低温脆性腐蚀

由于轻烃在装置中换热前后温差较大，在管线外壁产生典型的低温脆性腐蚀。

1.3 液氨管线腐蚀

1.3.1 典型应力腐蚀，多发生在焊缝处

浅冷装置中氨管线焊缝处铁锈中含有一定量的硫化亚铁，氨在高速高压循环导致形成不稳定的开裂形态，发生应力腐蚀。开裂扩大后，氨在裂缝中形成氨水混合物，与管线中的氨产生浓度差，形成电位差，发生电化学腐蚀。

1.4 清水管线的腐蚀

1.4.1 典型的电化学腐蚀

通过化验发现水中成分主要包括硫、氮、氧、氯等非金属元素以及钠、镁等金属元素，还有泥沙。其中的硫元素易被还原生成H2S导致发生电化腐蚀。这是一个循环往复的电化学腐蚀过程。

1.4.2 层流现象对腐蚀的影响较大

水中杂质多，甚至含有泥沙，导致水在管线中并不是以平行直通的方式前进，出现层流现象。层流状态下运行，加剧了水流冲刷后带动泥沙对管线的磨损，同时又为电化学腐蚀创造了环境。

1.5 乙二醇管线的腐蚀

乙二醇无色无臭、有甜味，可与水互溶。在浅冷装置中乙二醇以水溶液状态循环，乙二醇水溶液含羟基，其本身不稳定容易酸化[3]。当乙二醇喷注在天然气中会与氧元素接触，这就会导致管壁表面逐步变粗糙，继而呈现出麻点和针孔向深处发展，这便为电化腐蚀创造了极佳的条件。

2 浅冷装置压力管道防腐技术的改进措施

2.1 采用掺有特殊微量元素的合金钢

为了克服管线内壁上的电化学腐蚀，在材质中添加铬元素的方法来改变钢材的性质是一种有效的方法。铬与侵蚀介质中的氧作用，在无缝钢管表面形成一层很薄的氧化膜，阻止无缝钢管的基体进一步侵蚀。

2.2 改进现用的外防腐技术

目前装置区在用的压力管道多刷有工业油漆，并装有保温岩棉及铁皮等，位置不便于安装的使用玻璃丝布进行包裹。但这些处理方法缺点也很明显。因此，要提高压力管道外防腐效果，可以改善外用涂料的材质。

2.2.1 选用富锌树脂防腐涂料

含有大量锌粉的涂料称为富锌涂料。富锌涂料包括无机和有机两种类型。前者对金属有极好的防锈和附着力作用，且在耐热性、导电性、耐溶剂性方面都优于后者。

2.2.2 选用高固体分防腐涂料

在普通防腐涂料中大约含40%的可挥发成分，降低其可挥发组分，提高涂料的固含量，将质量固含量在80%或体积固含量在60%以上是涂料开发新的研究和发展方向。

2.3 采用新型的内涂镀层技术

管道内涂层是解决轻烃集输系统和工业供回水系统管道内腐蚀问题的一种非常有效的措施。

2.3.1 环氧粉末涂敷技术

环氧粉末涂料具有黏度低、涂膜流平性好、外观平整光滑、附着力强、涂膜硬度高、耐腐蚀性和耐化学品性能好、固化时没有副产物、施工适应性好、利用率高等特点。

2.3.2 液体涂料技术

液体环氧涂料以环氧树脂为主要成膜物质，具有极强的附着力、优异的耐蚀性和耐磨性以及良好的物理性能。管道内表面液体环氧涂料可采用空气喷涂、旋杯静电喷涂和高压无气喷涂等涂敷方法。

2.4 管道内壁加装防腐衬里

管道内设置防腐衬里也是防腐的有效做法。在浅冷装置中，可以通过加装防腐衬里的方法来提高管线使用寿命。

2.4.1 聚氯乙烯塑料衬里

聚氯乙烯，它具有质量轻、电气绝缘性好、化学稳定性强的特点，更具有优秀的耐磨性。很适合浅冷装置部分大口径天然气管线内部使用。

2.4.2 镀铅衬里

铅作为工业用压力管道的防腐衬里十分的合适，它具有化学惰性强，耐酸碱性强的，成本相对低廉的特点，很适合大量选用。

3 结语

通过现有的技术手段，对装置区内特殊工况下压力管道进行检验，对可能出现问题的压力管道提前掌握，有计划的进行维修。

压力管道防腐技术五花八门，可以从选材、外用涂层、内用衬里等多种方式去提高管道的抗腐蚀性，认真分析腐蚀原因，结合装置运行状况，把这些技术综合起来搭配选用，才能有效的提高压力管道抗腐蚀性。

[1]占双林，苏灵君，苏德光.二氧化碳对油气田压力容器的腐蚀与防护措施[J].全面腐蚀控制,2013(27)1:13-17.

[2]周琦,徐鸿麟,周毅，等.二氧化碳腐蚀研究进展[J].兰州理工大学学报,2004（30）6：30-34.

[3]张海燕，宁英男，孙开友.天然气乙二醇脱水系统监测分析与防腐方案[J].腐蚀与防护，2005（26）12：518-520.