油气分离器的腐蚀与保护措施分析

肖华 王自龙 于亚军

摘 要：油气分离器现用的细玻璃棉或岩棉板的保温材料，含有无机成分的缺陷。如果保温材料采用聚氨酯 、聚乙烯泡沫，可有效增加保温材料的抗腐蚀能力。而玻璃钢鳞片具备韧性好、硬度高、抗老化、不易破碎等诸多特点。现行的油气分离器存在金属表面易腐蚀的问题，若想有效防止空气中的水分进入分离器涂层与金属表面结合，达到防腐涂料与金属表面高强度粘合的效果，可以考虑在其设计阶段选用环氧玻璃钢涂料或是环氧玻璃钢鳞片涂料。使用聚氨酯 、聚乙烯泡沫材料以及玻璃鳞片，能使油气分离器外壁保护层、保温层材料减缓金属外表的腐蚀速度，可以提高设备使用寿命。

关键词：油气分离器；腐蚀；保护

一、油气分离器

油气分离器，是把油井生产出的原油与天然气分离开来的一种装置。油气分离器将井液中的游离气体与井液进行分离，分离器置于潜油离心泵和保护器之间，分离出来的液体送给潜油离心泵，气体则释放到油管和套管环形空间。有时，分离器也用于分离、缓冲、计量油气水和泥沙等物体，油气分离器从外形分，有立式、卧式、球形三种形式。

在油气分离器中，决定空压机压缩空气品质的主要部件是油气分离元件。高质量的油气分离元件滤芯寿命可达数千小时，大大提高了压缩机的工作效率。压缩空气夹可以从压缩机头压缩出或大或小的油滴，通过油气分离罐，大油滴易分离，小油滴（直径1um以下悬浮油微粒）会通过油气分离滤芯的微米及玻纤滤料层过滤。油微粒经过滤材的扩散作用，直接被滤材拦截以及惯性碰撞凝聚等机理，使压缩空气中的悬浮油微粒很快凝聚成大油滴，在重力作用下油集聚在油分芯底部，通过底部凹处回油管进口返回机头润滑油系统，从而使压缩机排出更加纯净无油的压缩空气。压缩空气中的固体粒子经过油分芯时滞留在过滤层中，这就导致了油分芯压差（阻力）不断增加。随着油分芯使用时间增长，当油分芯压差达到0.08到0.1Mpa时，滤芯必须更换，否则增加压缩机运行成本（耗电）。

二、油气分离器腐蚀的原理

（一）金属腐蚀及点蚀

点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀大小不一，通常情况下，点蚀的深度要比其直径大的多。金属材料中会存在缺陷、杂质和溶质等不均一性，金属材料介质中的活性阴离子会被吸附在金属表面上，使金属表面钝化膜发生破坏后，金属表面就会发生腐蚀，并往深处发展，金属表面很快就被腐蚀成小孔，这种现象被称为点蚀，点蚀经常发生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。

点蚀阳极面积很小，这就加重了腐蚀的速度，严重时可造成设备穿孔，造成大量的油、水、气泄漏，有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故，危险性很大。在石油、化工的腐蚀失效类型统计中，点蚀约占20%～25%。

（二）油气分离器的腐蚀

众所周知，矿物质里面含有大量无机盐等无机成分，无机成分在与大气接触时会吸收大气中的水分，部分无机成份通过化学反应而形成电解液，这就会使金属表面产生腐蚀现象。而现行的分离器保温材料多由矿物质煅烧加工合成，例如岩棉板或者是超细玻璃棉等材料。即使是经过处理后制成的保温材料，也会含有氯化物、氟化物 、硫化物等无机成分。油气分离器在使用过程中，会在油气分离器表面累计一定的沉积物，例如碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫化钡及垢污泥等。这些沉积物就会使得油气分离器的金属表面受到腐蚀，产生銹垢。我们上面有说到，油气分离器的保温材料会使油气分离器的金属表面存在电解溶液，因而其表面会存在较大的导电率。这也就是油气分离器会产生腐蚀的一个重要因素，金属表面的电解质与金属表面的沉积物没有融化的反应，也就不能在油气分离器的表面形成一层防腐蚀的保护层。而当分离器原有保护层受到破坏后，金属表面就极易形成电解液，金属表面在电化学的腐蚀下，会形成穿孔、点蚀等现象 。

三、油气分离器的保护措施

分离器外壁的腐蚀，主要是因为分离器保温材料中含有较多无机成分，与空气中的大气接触时，其水分和金属分解成电解质而产生的。保护层选用的石棉板 、细玻璃棉等材料，都具备较强的吸水性。为了避免油气分离器腐蚀现象的严重程度，我们要从根源上去解决这个问题，首先在选用保温材料时，就要注意选用少含无机成分的材质，在根源上有效遏制了油气分离器的腐蚀，例如环氧玻璃钢。

环氧玻璃钢含有脂烃基、醚基以及环氧基等成分，吸水性弱且粘合能力强，是纯有机成分组成。环氧树脂中具有多种极性集团成分，就如环氧树脂中的环氧基可以与玻璃纤维表面生成化学键，能使玻璃纤维有良好的清润性和粘结力。另外，苯环和醚键、脂肪烃基等物质有耐烯酸、耐稀碱腐蚀的特点。而被固化后的环氧树脂中则存在苯环和醚键、脂肪烃基等物质。所以使用环氧玻璃钢可以提高了油气分离器的抗腐蚀能力。环氧玻璃钢鳞片存在于环氧玻璃钢的环氧树脂层中，对介质的渗入构成很多的屏障，在一定程度上有效的阻止了介质的扩散渗入。就不会出现油气分离器表面金属因各类化学反应而产生电解质的现象。使用环氧玻璃钢，无论是在油气分离器的涂层还是用于油气分离器的底漆，都能较之于传统的保温材料具备更大的抗腐蚀能力，使油气分离器的表面沉积物不能在金属表面形成腐蚀条件，达到预防腐蚀的效果。使用环氧玻璃钢鳞片进行涂层，还能增加涂层的透气性，增加了涂层与金属表面的粘结力，在一定程度上消除了原有的漆膜剥离和鼓泡现象。油气分离器的保温材料选用环氧玻璃钢，能更好的保护分离器的外壁及其金属表面，环氧玻璃钢是油气分离器保温材质的良好选择。

四、结语

油气分离器现用的细玻璃棉或岩棉板的保温材料，含有无机成分的缺陷。如果保温材料采用聚氨酯 、聚乙烯泡沫，可有效增加保温材料的抗腐蚀能力。而玻璃钢鳞片具备韧性好、硬度高、抗老化、不易破碎等诸多特点。现行的油气分离器存在金属表面易腐蚀的问题，若想有效防止空气中的水分进入分离器涂层与金属表面结合，达到防腐涂料与金属表面高强度粘合的效果，可以考虑在其设计阶段选用环氧玻璃钢涂料或是环氧玻璃钢鳞片涂料。使用聚氨酯 、聚乙烯泡沫材料以及玻璃鳞片，能使油气分离器外壁保护层、保温层材料减缓金属外表的腐蚀速度，可以提高设备使用寿命。

参考文献：

[1]张志高.油气分离器的腐蚀和保护[J].科学视界，2013.11：151.

[2]张冠林，张立军等.电潜泵机组油气分离器的腐蚀研究[J].石油机械，2014，42（4）：94-96.