（中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機(jī)械制造分公司，遼寧 盤錦 124209）

如何提高石油鉆采設(shè)備的抗腐蝕性

安峻永

（中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機(jī)械制造分公司，遼寧 盤錦 124209）

在自然界中，腐蝕是最為常見的現(xiàn)象。在鉆采工作中，由于開采環(huán)境較為復(fù)雜惡劣，設(shè)備長期處于該種環(huán)境中，極易受到腐蝕。本文針對當(dāng)前石油鉆采中設(shè)備遭受腐蝕的因素進(jìn)行了分析，分別以工作環(huán)境以及工作原理作為出發(fā)點(diǎn)，對各類設(shè)備的防腐工藝進(jìn)行了總結(jié)，并結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用情況，證明文章所提幾種防腐策略都能取得良好的效果。

石油鉆采；設(shè)備；防腐

一般工業(yè)生產(chǎn)所使用的機(jī)械設(shè)備大多為金屬材料，而工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境相對較為惡劣復(fù)雜，設(shè)備容易受到腐蝕作用，因而在設(shè)備的生產(chǎn)過程中會在設(shè)備表面加涂一層防腐涂層。在石油鉆采過程中，為了保證鉆采設(shè)備的使用壽命最大化，并提高設(shè)備使用的安全度，避免出現(xiàn)生產(chǎn)事故，應(yīng)當(dāng)針對設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆栏幚?，這具有重要的意義。

1 環(huán)境分析

1.1 沙漠環(huán)境中的設(shè)備防腐

沙漠地區(qū)晝夜溫差大，氣溫急劇變化，使得水蒸汽凝結(jié)，造成設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。例如，塔中油田最高氣溫達(dá)45～50℃，2001-07地面最高溫度達(dá)74℃，2001-01最低溫度為-29～-27℃，月溫差達(dá)30℃。在酷熱天氣下，溫度每增加10℃，腐蝕速度增加1倍。此外，沙漠地區(qū)環(huán)境較為特殊，具有風(fēng)沙大的特點(diǎn)，而風(fēng)沙對設(shè)備會造成嚴(yán)重的侵蝕，對設(shè)備的表面破壞性極大。所以，對于沙漠地區(qū)的設(shè)備外表面土層進(jìn)行選用時，應(yīng)當(dāng)注意，選擇耐候性較強(qiáng)以及柔韌性較大的的材料。

1.2 海洋環(huán)境中設(shè)備的防腐

海洋腐蝕是自然界中較為嚴(yán)重的一種腐蝕，因?yàn)楹Ｑ蟠髿庵懈缓黝慃}離子，尤其是Cl-最為嚴(yán)重，它會破壞金屬表面的鈍化膜而引起點(diǎn)蝕穿孔。海洋氣候下，相對濕度高，當(dāng)材料所處環(huán)境濕度大于材料的臨界濕度時，腐蝕速度加快，鋼鐵的臨界濕度為65%，而渤海灣地區(qū)最高相對濕度達(dá)88%，南海海域平均相對濕度達(dá)81%，均超出了鋼鐵的臨界濕度，在這種條件下，不但加速的腐蝕速度，對設(shè)備的腐蝕程度也有所加深。因而在進(jìn)行外表面圖層的選擇過程中，應(yīng)當(dāng)考慮選擇耐水性以及耐鹽霧性相對較高的油漆。

1.3 灘涂環(huán)境中設(shè)備的防腐

處在灘涂環(huán)境下的油田設(shè)備大多都設(shè)置在水草地帶或者泥濘中，設(shè)備受到的侵蝕作用主要來自于微生物以及泥水混合物，因而在進(jìn)行外表面防腐涂層的選用時應(yīng)當(dāng)選擇具有耐水性以及耐酸堿性的油漆。

1.4 陸地環(huán)境的設(shè)備防腐

處于陸地環(huán)境的油田設(shè)備所處環(huán)境相對較好，但是依照其所處地理位置以及其環(huán)境的差異，在外表面防腐圖層的選擇中也具有一定的差異，例如環(huán)境溫度、濕度以及大氣指標(biāo)等都會影響到防腐涂層材料的選擇。

2 工作原理分析

在油田生產(chǎn)中，石油鉆修設(shè)備常常處于起下、旋轉(zhuǎn)以及泥漿循環(huán)等作業(yè)中，而試采設(shè)備則大多進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以及起下作業(yè)。因而石油鉆采設(shè)備大多為鋼制、重型、大型設(shè)備，并且大多裸露于外界環(huán)境中，其防護(hù)性相對較差。很多諸如鉆臺以及井架等主要部件，暴露于外界環(huán)境中，很容易受到磕碰以及摩擦，同時還會受到交替變化應(yīng)力以及化學(xué)腐蝕。而鉆采設(shè)備整日同腐蝕氣體、水以及原油等物質(zhì)接觸，加速了腐蝕速度。另外，石油鉆采設(shè)備大多為大型設(shè)備，且品種較多，因而在防腐處理上采用防腐涂層的方法較為實(shí)用。但是依照設(shè)備的作用范圍以及所處環(huán)境的不同，在防腐涂層才來偶讀選擇上就具有很大的差異，必須充分考慮到涂層的耐水性、耐油性以及耐腐蝕性氣體、污物等特性。

3 油漆的選擇

環(huán)氧富鋅防銹底漆是由鋅粉、環(huán)氧樹脂和聚酰胺固化劑、助劑及溶劑等配制而成。由于它含有大量金屬鋅粉，因而具有陰極保護(hù)作用，鋅標(biāo)準(zhǔn)電位（-0.76V）低于鋼鐵（-0.44V）成為陽極，從而保護(hù)了作為陰極的鋼材（設(shè)備）不受腐蝕，其化學(xué)反應(yīng)關(guān)系式為Zn→Zn2++2e，同時，鋅與空氣中的CO2和水反應(yīng)生成堿式碳酸鋅或與鹽霧中的鹽和水反應(yīng)生成氯化物及絡(luò)合物，該產(chǎn)物結(jié)構(gòu)致密，填滿了漆膜空隙，防止氧和水的侵蝕，使漆膜具有更好的防銹和保護(hù)作用，同時它還具有優(yōu)異的附著力和耐沖擊性能，很好的耐油性和耐溶劑性能，是一種目前使用較廣，性能較好的防腐蝕用底漆，適合于海洋及沙漠環(huán)境。

脂肪族聚氨酯面漆在耐磨性以及抗沖擊性和耐候性上具有其他材料無法比擬的優(yōu)異特性，并且在保色性以及保光性上也相對較好，在目前的設(shè)備防腐中應(yīng)用較為廣泛。

氯化橡膠面漆在耐水性上相對較好，并具有優(yōu)異的防腐特性，且耐久性以及耐候性相對突出，并且施工方便，具有較強(qiáng)的附著力，因而也是常用的幾種防腐面漆之一。

酸性環(huán)氧樹脂漆適用于凝露干濕條件中，這是由于其耐水性、耐堿性以及耐酸性相對較為突出。

醇酸系列漆需要經(jīng)過油改，在保色性以及保光性和耐候性、防腐性上都有所提升，且抗沖擊性以及柔韌性也差強(qiáng)人意，但是由于價(jià)格較為低廉因而是性價(jià)比較高的一種仿佛涂料。

4 涂層的配套體系

基于鉆采設(shè)備所處的工作環(huán)境，以及鉆采作業(yè)的工作原理和設(shè)備的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等因素影響，設(shè)備的防腐涂層作為基礎(chǔ)防腐處理，具有較強(qiáng)的適用性和可行性。在進(jìn)行噴漆過程中，首先應(yīng)當(dāng)考慮到底漆的耐油性、附著力以及防腐性，此外面漆的柔韌性以及耐候性也是重點(diǎn)考慮的問題。而各個層面的漆之間的結(jié)核性也是涂層配套問題的重點(diǎn)考慮內(nèi)容，此外施工工藝也會極大的影響到防腐涂層的防腐性能。

5 工藝概述

在進(jìn)行設(shè)備的防腐涂層噴涂過程中，首先應(yīng)當(dāng)噴涂底漆，其次為封閉漆，繼而為中間漆、后面漆，或者先噴金屬層，繼而再噴涂面漆，遵循從內(nèi)至外的順序。并且需要注意，必須等到每層材料干透后，在進(jìn)行下一層的噴涂。另外為了保證顏色明亮、鮮艷，需要注意色料的加入順序，首先應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行色相的調(diào)準(zhǔn)，繼而對亮度進(jìn)行校正，最后再調(diào)整純度，調(diào)色原則應(yīng)當(dāng)遵循從淺到深的原則。

6 工藝特點(diǎn)

對預(yù)處理工藝進(jìn)行完善，并提高油漆的使用性能，加強(qiáng)配套體系的應(yīng)用；同時使用新型的噴涂工藝，利用黃鉆用的噴涂設(shè)備，保證噴涂環(huán)境符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

結(jié)語

石油設(shè)備的防腐處理是設(shè)備應(yīng)用的一大難題，近年來一直是研究的重點(diǎn)課題，通過實(shí)踐可以看出，石油鉆采設(shè)備通過防腐涂料的應(yīng)用能夠有效的增加設(shè)備的防腐性，延長設(shè)備的使用壽命。

[1]閻西康.鹽腐蝕鋼筋混凝土構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D].天津大學(xué)，2005.

[2]趙慶.石油鉆采設(shè)備的防腐工藝完善研究[J].中國機(jī)械，2014 (10).

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