摘要:随着我国资源勘测工作的不断深入,能源问题得到了缓解,但是在开采资源储量巨大的海洋石油资源时,由于石油开采机械需要与水接触,导致机械设备腐蚀问题较为严重,为了保证石油开采纯度与石油开采量,做好海洋石油机械防腐工作是非常有必要的。
关键词:石油机械;防腐;技术探究
引言:
我国的海洋石油资源丰富,而海洋石油开采机械设备在石油开采过程中会产生一些腐蚀性问题,对石油开采机械的使用寿命和使用效率有着非常重要的影响。因此,在海洋石油开采过程中要对海洋石油机械设备的防腐问题格外重视,一旦发现石油机械的腐蚀性问题,就要及时采取有效的措施去解决。
1石油机械的腐蚀情况分析
石油生产企业生产的产品为石油和天然气,由于其具有复杂的结构组成,具有较强的腐蚀特点。在生产过程中,应用石油机械设备进行油气的输送、加工等工序,因此,对石油机械会产生一定的腐蚀。由于许多的硫化物的存在,各种腐蚀性介质包含于石油和天然气生产过程中,对石油设备产生严重的腐蚀。更多的硫化氢成分的存在,对金属的腐蚀发生在运转设备中,设备的表面会形成硫化物,经过继续的化学反应而变为硫酸,具有强酸腐蚀特性。同时也存在氢损伤的问题,对石油机械设备的内表面和外表面都有影响。硫化物能够和石油中的水发生化学反应,得到更多的硫化氢,由于硫化氢具有强氧化性和还原性,极易造成金属的腐蚀,尤其硫化氢显示的酸性,对金属的腐蚀更加严重。石油机械设备一般都处于高速运转的状态,受到水力冲击及腐蚀性介质的作用,容易产生金属疲劳,降低金属构件的使用强度,经过严重的腐蚀,会出现沙眼,很容易损坏,不能正常完成生产任务。石油生产环节是连续的,一旦石油机械设备出现故障,就会影响到油气集输的顺利进行,压力容器和设备会产生憋压的情况,引发更加严重的生产事故。
2海洋石油机械出现腐蚀情况的主要原因
2.1氯化物造成的海洋石油机械腐蚀
氯化物是指石油原油中所包含大量水分中的盐分,在开采海洋石油过程中,由于海洋中本身氯化物占比较大,此时造成石油原油中存在氯化物成分,当企业使用石油机械开采石油过程中,就会受到原油中氯化物的影响而出现腐蚀问题。
在使用石油机械开采原油时,开采企业通常所使用的机械设备会与原油中氯化物成分所接触,当二者发生表面接触时,就会造成石油机械发生程度较为严重的腐蚀。而一旦条件相对成熟,盐水即我们所说的氯化物就会分解成盐酸等属于酸性的物质,此时石油机械在与氯化物接触过程中就会发生化学反应,所产生的盐酸给海洋石油机械造成的腐蚀更为严重,在原油开采现场时,还容易发生原油开采事故,影响石油机械运行安全性与有效性。
2.2环烷酸造成的海洋石油机械腐蚀问题
原油中不仅仅只有水分,还有一些有机酸,环烷酸就是其中的一种,一般而言,酸化物对于铁制品的影响都是很大的,特别是像环烷酸这种腐蚀性极强的酸化物。石油机械很大一部分是由铁制成的,因此,在与环烷酸接触之后,石油机械就被腐蚀了,从而导致在进行开采工作时因为机械故障而发生意外事故。
2.3硫化物造成的海洋石油机械腐蚀问题
刚刚开采出来的原油,内部含有很多杂质,最为人所熟知的杂质就是硫化物。硫化物的化学性质不稳定,遇水会发生化学反应,生成硫化氢。而硫化氢是一种具有还原性的酸化物,与石油机械长期密切接触会使得机械发生严重腐蚀。
2.4多硫化物造成的海洋石油机械腐蚀问题
硫化物在对石油机械进行腐蚀的过程中,会于机械表面形成一层含有各种多硫化物的腐蚀层,慢慢将机械表面的油漆等保护物质腐蚀殆尽,机械表面因此与外界空气直接接触。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而空气中大量水分和二氧化碳在与机械裸露部分相接触后,会对原先的腐蚀反应产生催化加速作用,从而导致被腐蚀部分受到更大、更迅速的伤害。
3石油机械的具体防腐蚀技术
3.1借助防腐蚀材料及防腐蚀涂料技术
基于当前在海洋石油机械防腐蚀情况的研究,发现由于在利用石油机械进行开采过程中,主要是石油机械外表面与腐蚀物质发生反应,因此通常腐蚀情况会发生在机械表面,针对当前腐蚀现状,要想做好石油机械防腐蚀工作,就需要在石油机械外部涂抹相应的防腐蚀材料以及防腐蚀涂料,进而有效控制石油机械开采过程中的腐蚀速度。由于海洋石油原油中所包含的环烷酸、氯化物、硫化物更容易与铁这一金属发生反应,因此在选择石油机械外表材料时,切忌选择铁材料,以保证防腐蚀材料使用效果更理想。目前在使用防腐蚀材料时主要选择了沥青材料,基于相关研究证实,该种材料在放置机械表面腐蚀中效果较为理想;在选择防腐蚀涂料时,主要选择了环保耐酸的防腐涂料以及无机聚合物涂料两种,环保耐酸涂料能够通过同盐酸、环烷酸以及硫化氢等发生化学反应,进而降低机械表面发生腐蚀问题。无机聚合物则会通过抵制原油中相关杂质与机械表面的反应,使得石油机械能够安全、可靠的完成石油开采工作。
而现如今比较常用的海洋石油机械防腐蚀材料主要有环保耐酸防腐涂料和无机聚合物涂料这两种防腐蚀材料。环保耐酸的防腐涂料能够和硫化氢等化学物发生化学反应,能够最大限度减少海洋石油机械的腐蚀性问题。而无机聚合物能够有效抑制和减少腐蚀石油机械表面的问题。
3.2应用电镀防腐蚀进行相应的机械防腐
电镀防腐蚀技术也是应用于海洋石油机械表面防腐的一项重要技术。针对海洋石油机械而言,电镀主要是指借助电镀原理,在海洋石油开采机械金属表面上镀一薄层其他合金或金属的过程,其主要作用是防止海洋石油机械表面与石油原油杂质中相关元素进行反应。该种方式不仅有助于提高海洋石油机械防腐蚀水平,还能够提高该机械设备的美观程度与耐磨性,为石油开采工作提供有力支持。
通常情况下,采用电镀防腐技术时,镀层所使用的材料多为合金或单一金属,像黄铜、锌、青铜、金、镉以及钛钯等;同时也有覆合层材料,例如钢上的银-铟层或者钢上的铜-镍-铬层等;除此以外,还有弥散层,像镍-氟化石墨以及镍-碳化硅等,现阶段在海洋石油机械中则主要使用了管接箍的方式以及钨合金电镀的方式。而我们所电镀的海洋石油机械外表层通常为不锈钢、铸铁、非铁金属以及钢等,大部分情况下,海洋石油机械外表曾以不锈钢、铸铁以及钢为主。
3.3应用电化学技术进行相应的机械防腐
电化学机械表面防腐技术是具有一定技术性的。这种防腐技术能够通过机械表面电流来转移电子,我们在电流足够的基础上,石油机械表面的腐蚀问题会有效的控制和消除,这样就能够有效的降低化学物质对于石油机械表面的腐蚀。
3.4应用缓蚀剂防腐进行防腐
对于石油机械而言,最容易发生腐蚀的部位就是机械表面了,所以想要提高机械的防腐蚀能力要先从添加表面防腐蚀材料,利用表面防腐蚀膜提高机械防腐蚀能力。通过许多实验调查,总结了以下几种比较好的防腐蚀材料,最有用的一个是耐酸的防腐蚀涂料,由上文可知,酸化物严重威胁到了机械的表面腐蚀,这种物质不但能腐蚀铁还能通过化学反应来加速腐蚀的速度,为了实现可持续性的健康发展,还需要保证涂料的环保性。
结束语:
总而言之,石油器械出现腐蚀现象是很早以前就有的了,但是随着石油开采力度逐渐加强,开采深度越来越深了,这就导致了原油中的地下水水分比以前更多了,所以近几年石油机械的被腐蚀程度相较于以前有了几何式的增长,腐蚀问题也逐渐暴露在人们的视野当中了。因此,为了解决这些问题,国家和石油企业进行了不断的改变和创新,加入了许多防腐蚀材料,对石油企业的发展起到了推进作用。
参考文献:
[1]丁志佳.海洋石油机械防腐蚀技术分析[J].科技视界.2017(27)
[2]谢长春.石油机械的防腐蚀技术[J].山东工业技术.2018(23)
[3]王先亮.石油机械的故障检测与维修探讨[J].中国石油和化工标准与质量.2018(17)
论文作者:刘中华
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签:石油机械论文; 石油论文; 海洋论文; 防腐蚀论文; 表面论文; 机械论文; 硫化物论文; 《防护工程》2019年第4期论文;