張志高

（中原油田采油三廠 工程監(jiān)督站，山東 莘縣 252429）

0 前言

油氣分離器是原油集輸、計(jì)量的關(guān)鍵設(shè)備。目前，油氣分離器保溫材料大部分為巖棉板或超細(xì)玻璃棉，外保護(hù)層為水泥石棉灰。由于受人為因素的破壞，以及高溫、強(qiáng)光的影響使外保護(hù)層破裂、龜裂。表現(xiàn)為水泥石棉灰保護(hù)層成片脫落，保溫層完全暴露在外，使分離器外壁腐蝕加快。約使用不到8年，壁板開(kāi)始穿孔。從表面腐蝕情況看，凹狀銹蝕約3～5mm 腐蝕麻面，既縮短了設(shè)備的使用壽命，又造成了安全事故隱患。

1 腐蝕狀況研究

分離器保溫材料為巖棉板或超細(xì)玻璃棉，這些材料由礦物質(zhì)煅燒加工合成。由于礦物質(zhì)含有大量的無(wú)機(jī)鹽，經(jīng)過(guò)處理后制成的保溫材料，仍含有氯化物、氟化物、硫化物等無(wú)機(jī)成分。這些成分與大氣接觸時(shí)，吸收水分部分形成電解液，使金屬表面腐蝕。其原因如下：

1.1 由于保溫材料中含有吸水性物質(zhì)

如K2O、Na2O 等與空氣中水分子發(fā)生化學(xué)凝聚作用，吸收大量的水分，又因該材料中可溶鹽的存在也會(huì)使保溫材料中的凝聚作用加強(qiáng)。水的吸附和凝聚使保溫材料潮濕使金屬表面形成水膜。可溶的無(wú)機(jī)鹽使水膜變成強(qiáng)的電解溶液，為金屬的電化學(xué)腐蝕創(chuàng)造了必要的條件。經(jīng)檢測(cè)：玻璃棉本身含CI-濃度為1500mg/L。

1.2 電化學(xué)腐蝕的過(guò)程

由于保溫材料的覆蓋，保護(hù)層密實(shí)度的不同，完好處氧的供給少，形成缺氧區(qū)，而保溫材料破損的部位（腐蝕嚴(yán)重的部位）氧的供給充足，這樣在兩個(gè)靠近的區(qū)域（又連續(xù)的電解質(zhì)液膜）形成氧濃差電池，構(gòu)成了電化學(xué)腐蝕[1]。

腐蝕的必要條件是氧和水的存在。氧可以使水中的的低價(jià)鐵氧化成高價(jià)鐵。氧腐蝕的的反應(yīng)通式是：

陽(yáng)極反應(yīng)：Fe→Fe2++2e

陰極反應(yīng)：2/LO2+H2O+2e→2OH－

腐蝕產(chǎn)物：Fe2++2OH－→Fe(OH)2

Fe(OH)2+O2→Fe2O3、H2O

氧在金屬表面上同金屬接觸，富氧區(qū)為陰極，貧氧區(qū)成為陽(yáng)極。金屬表面受到腐蝕，并產(chǎn)生銹垢。主要成分包括：碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣、硫化鋇及垢污泥等在鋼鐵表面的沉積。由于金屬表面有電解溶液的存在，使水的導(dǎo)電率很大，使得鋼鐵表面不可能形成致密的垢或腐蝕產(chǎn)物的保護(hù)層。并且這些垢質(zhì)含有如FeS、FeO、Fe2O3、FeCO3、CaCO3、CaSO4、MgCO3等均比鐵的電位高，形成電偶電池，從而引起垢下腐蝕。另外，介質(zhì)中的氧含量，硫化氫含量、二氧化碳含量、硫酸鹽還原菌的的生長(zhǎng)繁殖等因素，促進(jìn)了垢下腐蝕的進(jìn)度。所以垢下腐蝕是一種綜合性腐蝕。當(dāng)分離器保護(hù)層受到破壞后，金屬表面就極易形成電解液，使金屬表面在電化學(xué)的腐蝕下，形成穿孔、點(diǎn)蝕等狀況。

2 保護(hù)措施

分離器外壁的腐蝕，主要是因?yàn)楸Ｗo(hù)層破損，石棉板、細(xì)玻璃棉吸水而造成。所以在選用合適的外涂料層的同時(shí)，選擇無(wú)機(jī)成分較少的保溫材料，可有效地遏制腐蝕，保護(hù)好分離器的外壁。對(duì)設(shè)備外涂層的選擇，應(yīng)堅(jiān)持金屬表面與大氣層完全隔離開(kāi)來(lái)，不能在金屬表面形成電化學(xué)腐蝕的條件。這樣可以達(dá)到預(yù)防腐蝕的作用。目前分離器表面涂覆醇酸涂料或氯璜化聚乙烯涂料，由于涂層的透氣性，腐蝕物質(zhì)會(huì)透過(guò)涂層在金屬表面擴(kuò)展，破壞涂料與金屬表面的粘結(jié)力，導(dǎo)致漆膜破壞，使漆膜與基體的結(jié)合強(qiáng)度下降，出現(xiàn)漆膜剝離或鼓泡。為了消除這種現(xiàn)象的發(fā)生，需選用以下材料較為合適。

2.1 環(huán)氧玻璃鋼涂層

因環(huán)氧玻璃鋼是純有機(jī)成分組成，含有脂烴基、醚基及既活潑的環(huán)氧基，所以粘合能力強(qiáng)，又不親水。另外環(huán)氧樹(shù)脂中具有上述多種極性集團(tuán)，尤其是環(huán)氧基可以與玻璃纖維表面生成化學(xué)鍵。這樣使玻璃纖維有良好的清潤(rùn)性和粘結(jié)力。另外環(huán)氧樹(shù)脂有良好的耐腐蝕性能，在固化后的環(huán)氧樹(shù)脂中，行有穩(wěn)定的苯環(huán)和醚鍵以及脂肪烴基，可以耐烯酸、稀堿的腐蝕，提高了原普通底漆的抗腐蝕能力，從而提高了涂層的使用壽命。

2.2 環(huán)氧玻璃鋼鱗片涂料

環(huán)氧玻璃鋼鱗片的特點(diǎn)是：在鱗片樹(shù)脂層中，極薄的玻璃鱗片基本上是平行重疊排列，當(dāng)保護(hù)層達(dá)到0.45mm時(shí)，平行排列的鱗片就有幾百層，對(duì)介質(zhì)的滲入構(gòu)成很多的屏障，有效的阻止了介質(zhì)的擴(kuò)散滲入。另外玻璃鱗片不連續(xù)地存在于樹(shù)脂中，使收縮力大大減少，圖層的抗裂性能也好。這就是鱗片樹(shù)脂層結(jié)構(gòu)較之傳統(tǒng)防腐蝕涂層有較大提高，對(duì)金屬表面的保護(hù)相應(yīng)更強(qiáng)。

3 保溫材料的選用

常規(guī)的保溫材料如巖棉板或超細(xì)玻璃棉有較多無(wú)機(jī)成分，并材料的親水性能較強(qiáng)。近幾年推廣的的幾種新型材料可彌補(bǔ)此項(xiàng)不足，達(dá)到了抗腐蝕的目的。

3.1 聚氨酯泡沫材料

難燃型低密度聚氨酯泡沫板材導(dǎo)電系數(shù)低、重量輕，特別是吸水率與其他材料相比是最低的，導(dǎo)熱系數(shù)基本本上是一常數(shù)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)變化較小，并有良好的韌性和塑性。在潮濕的情況才酸成分不易生成；特別是在金屬表面發(fā)泡，粘結(jié)能力強(qiáng)，阻止空氣中的水分接觸到金屬表面形成電解液，既達(dá)到了保溫的效果，有起到了防腐的作用。

3.2 聚乙烯泡沫材料

目前聚乙烯泡沫材料較高使用溫度為70～85℃，較聚氨酯泡沫100～150℃使用溫度低，但材料中所含的酸值、水解氯、粘度等性能與聚氨酯泡沫相差無(wú)幾，并且具有價(jià)格便宜、來(lái)源廣泛、加工成型性能好、機(jī)械強(qiáng)度高及耐各種介質(zhì)腐蝕性能強(qiáng)等特點(diǎn)。因此，聚乙烯泡沫可以勇于計(jì)量站分離器的豹保溫。

4 結(jié)論

總結(jié)以上分離器防腐涂料層，保溫層各材料的優(yōu)缺點(diǎn)，本著減少腐蝕，提高設(shè)備使用壽命宗旨，得出以下結(jié)論：

4.1 分離器金屬表層保護(hù)材料的選用

在設(shè)計(jì)階段應(yīng)優(yōu)先選擇環(huán)氧玻璃鋼涂料或環(huán)氧玻璃鋼鱗片涂料。這樣使防腐涂料與金屬表面高強(qiáng)度粘合，有效防止空氣中水分進(jìn)入涂層與金屬表面結(jié)合，避免電解液的形成，有效地防止電化學(xué)腐蝕。特別是玻璃鋼鱗片有韌性好、硬度高、抗老化、不易破碎等特點(diǎn)優(yōu)于氯璜化聚乙烯材料。

4.2 分離器的保溫材料的選用

應(yīng)采用聚氨酯、聚乙烯泡沫材料，這樣可以克服細(xì)玻璃棉或巖棉板含有無(wú)機(jī)成分的缺陷；增加了保溫材料的的抗腐蝕能力。

以上優(yōu)選出的分離器外壁保護(hù)層、保溫層材料可減緩金屬外表的腐蝕速度，對(duì)提高設(shè)備使用壽命有良好作用。

［1］化學(xué)工業(yè)部化工機(jī)械研究院，主編.腐蝕與保護(hù)手冊(cè)[S].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995.