張佳磊，呂文昕，付明星，冉茂科，高亞雄

（長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750001）

淺談三相分離器腐蝕原因及防治措施

張佳磊，呂文昕，付明星，冉茂科，高亞雄

（長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750001）

隨著油田的不斷開(kāi)發(fā)，為降低運(yùn)行成本和生產(chǎn)能耗，提高競(jìng)爭(zhēng)力，靖三聯(lián)合站在2012年引入了三相分離器，高效節(jié)能的對(duì)油氣水進(jìn)行分離。然而，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，三相分離器出現(xiàn)了油水室運(yùn)行不平穩(wěn)，污水含油及原油含水不達(dá)標(biāo)等種種運(yùn)行難題。這些難題的產(chǎn)生，根本原因是三相分離器內(nèi)部腐蝕。根據(jù)三相分離器的工作原理，結(jié)合日常生產(chǎn)實(shí)際，確定導(dǎo)致三相分離器腐蝕的原因，提出防腐的合理化建議，從而進(jìn)一步延長(zhǎng)三相分離器維護(hù)周期，降低生產(chǎn)成本。

三相分離器；腐蝕；電化學(xué)；細(xì)菌

1 三相分離器的工作原理

1.1 外壁腐蝕

靖三聯(lián)合站三相分離器外壁為保溫棉覆蓋，外部用鐵皮包裹。然而由于使用時(shí)間的延長(zhǎng)，保溫層外防護(hù)鐵皮與固定釘在大氣環(huán)境形成電偶腐蝕以及受雨雪、陽(yáng)光照射等雙重侵蝕影響，外防護(hù)鐵皮腐蝕穿孔。雨雪沿保溫層破損孔道進(jìn)入夾克層，進(jìn)入保溫層的水很難自行排除，使罐體外壁長(zhǎng)期處于半干半濕的情況，外壁防腐漆脫落，造成外部腐蝕。一般來(lái)說(shuō)，三相分離器外壁腐蝕程度較低。

1.2 內(nèi)部腐蝕

三相分離器內(nèi)部腐蝕，不同部位的腐蝕程度不同。一般來(lái)說(shuō)，罐頂?shù)母g程度相對(duì)較輕，罐底部的腐蝕程度相對(duì)較重。

1.2.1 罐頂腐蝕

根據(jù)三相分離器的結(jié)構(gòu)圖，我們可以看出，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，三相分離器頂部一般為原油中的溶解氣，不會(huì)與含水原油表面直接接觸。但由于三相分離器正常運(yùn)行溫度在45～55℃之間，與空氣中的大氣溫度形成溫差，所以三相分離器頂部會(huì)吸附一層水膜，形成電解液膜。形成的水膜中含有油氣、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等腐蝕性物質(zhì)，加速了罐頂鋼板的腐蝕。

1.2.2 油層罐壁腐蝕

三相分離器的油層一般位于三相分離器的中部，位于油水界面之上，油氣界面之下。該位置會(huì)出現(xiàn)液相、氣相交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。該段腐蝕嚴(yán)重區(qū)域正是發(fā)生在油與空氣接觸面的上部，在這一界面的物質(zhì)非常雜，有氣體、水分、油分子等，而且這些物質(zhì)對(duì)罐壁的作用隨著油面的不斷上升、降低而不斷變化，引發(fā)腐蝕。三相分離器油層腐蝕一般較輕，其腐蝕一般為少量污水及電化學(xué)腐蝕。

1.2.3 罐底及污水層罐壁腐蝕

三相分離器的腐蝕穿孔，一般發(fā)生在三相分離器罐底及污水層罐壁上。該段與脫出水的接觸面積最大，腐蝕也更為嚴(yán)重。在4#三相分離器的維護(hù)中，腐蝕主要分布在該段位置，主要表現(xiàn)為深坑狀及穿孔。4#三相分離器因該段腐蝕穿孔嚴(yán)重而報(bào)廢。影響三相分離器罐體底部及污水層罐壁腐蝕的因素主要包括以下四個(gè)方面：進(jìn)液流體沖擊；溶解氣體氧化電化學(xué)腐蝕；污水中細(xì)菌的腐蝕；焊縫電極腐蝕。

1.3 進(jìn)出口管線(xiàn)腐蝕

一般來(lái)說(shuō)，靖三聯(lián)三相分離器油室出口含水＜1.5%，所以油室出口管線(xiàn)腐蝕相對(duì)較小。而水室出口管線(xiàn)及排污管線(xiàn)腐蝕相對(duì)較大。通過(guò)跟蹤對(duì)比發(fā)現(xiàn)，水室出口管線(xiàn)一般使用半年即腐蝕穿孔，管壁腐蝕變薄。進(jìn)出口管線(xiàn)腐蝕的原因，與三相分離器罐底、污水層罐壁腐蝕的原因相同，都是受流體沖擊、溶解氣體氧化電化學(xué)腐蝕及污水細(xì)菌的影響。

2 三相分離器防腐措施

根據(jù)三相分離器不同部件所處的環(huán)境不同，而采取不同的防腐蝕措施來(lái)延長(zhǎng)三相分離器維護(hù)周期。

2.1 涂料防腐

在各種防腐技術(shù)中，涂料防腐蝕技術(shù)應(yīng)用最廣泛。首先，它施工簡(jiǎn)便，適應(yīng)性廣，不受設(shè)備面積、形狀的約束，重涂和修復(fù)方面費(fèi)用低；其次，涂料防腐可與其它防腐蝕措施聯(lián)合使用，從而可獲得較完善的防腐系統(tǒng)。三相分離器內(nèi)部所應(yīng)用的防腐涂料應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：具有良好的耐酸堿、耐鹽水、耐硫化物、耐油等特性，這是由于罐底沉積水中復(fù)雜的化學(xué)成分和強(qiáng)腐蝕性所決定的；抗?jié)B透性佳，能夠抵抗住油析水穿過(guò)涂層，避免罐內(nèi)的介質(zhì)通過(guò)滲透的作用對(duì)涂層造成破壞；良好的物理機(jī)械性能，即涂層要有較強(qiáng)的附著力，耐沖擊性，常溫固化，便于施工；可短期耐溫180℃，防止蒸汽清罐等操作時(shí)漆膜脫落；涂層的絕緣性能好，陽(yáng)極塊的消耗率低，可以達(dá)到長(zhǎng)效保護(hù)的效果。

目前，靖三聯(lián)合站三相分離器所應(yīng)用的防腐漆，一般為HCC防腐漆，其附著力及耐腐性相對(duì)較好。

2.2 陰極保護(hù)

陰極保護(hù)是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)有效的防腐蝕措施。陰極保護(hù)系統(tǒng)分外加電流與犧牲陽(yáng)極兩種?？紤]到三相分離器的運(yùn)行情況，我們一般在三相分離器上采取犧牲陽(yáng)極保護(hù)法防腐。我們可以在三相分離器分隔室底板上安裝鋁（Al）基合金陽(yáng)極，使底板得到保護(hù)。犧牲陽(yáng)極的安裝方法有兩種，即焊接型和螺栓固定型。焊接型電連接牢固、陽(yáng)極效能可得到充分發(fā)揮，使用壽命在5 a以上的應(yīng)采用焊接方法；對(duì)于使用壽命在5 a以下、而且經(jīng)常更換的應(yīng)采用螺栓固定型。

2.3 涂料-犧牲陽(yáng)極聯(lián)合保護(hù)方法

針對(duì)靖三聯(lián)三相分離器維護(hù)周期短，腐蝕速度快的現(xiàn)狀，我們可以采用涂料與犧牲陽(yáng)極相結(jié)合的聯(lián)合保護(hù)方法。當(dāng)所填涂的涂料出現(xiàn)缺陷或因其它原因發(fā)生脫落時(shí)，犧牲陽(yáng)極可以提供保護(hù)電流，使發(fā)生缺陷和脫落處成為陰極，從而達(dá)到減緩腐蝕的目的。

3 結(jié)論

1）三相分離器工作實(shí)質(zhì)是依靠油、氣、水之間互不相容及各相間存在的密度差進(jìn)行分離，通過(guò)優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流場(chǎng)和聚結(jié)元件使油氣水達(dá)到高效分離的目的。

2）三相分離器罐頂腐蝕和油層腐蝕一般受含水中的油氣、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等物質(zhì)的腐蝕，腐蝕程度較輕。

3）罐底、污水層罐壁及進(jìn)出口管線(xiàn)腐蝕因素主要包括：進(jìn)液流體沖擊、溶解氣體氧化電化學(xué)腐蝕、污水中細(xì)菌腐蝕、焊縫電極腐蝕四個(gè)方面。

4）三相分離器的防腐措施一般包括：涂料防腐、陰極保護(hù)防腐、涂料-犧牲陽(yáng)極相結(jié)合防腐。

[1] 李勇，徐偉.大型儲(chǔ)油罐內(nèi)腐蝕分析及防腐蝕措施[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2004，21（5）：20-22.

[2] 徐贛川，杜磊.防腐涂料在石油天然氣管道中的應(yīng)用[J].上海涂料，2008，46（6）：23-26.

Discussion on Corrosion Cause of Three Phase Separator and Preventive Measures

Zhang Jia-lei，Lν Wen-xin，F(xiàn)u Ming-xing，Ran Mao-ke，Gao Ya-xiong

With the continuous development of oilfields，in order to reduce operating cost，save production energy and improve competitiveness，Jingtian Sanhe Station introduced a three-phase separator in 2012 to separate oil and gas water with high efficiency and energy saving.However，with the increase of the running time，the three-phase separator has many problems such as the non-smooth operation of the oil-water chamber，the non-compliance of the water and oil.The root cause of these problems is due to internal corrosion of the three-phase separator.According to the working principle of three phase separator，combined with the daily production practice，to determine the causes of corrosion of three-phase separator，put forward the rationalization of anti-corrosion recommendations，thus further extending the three-phase separator maintenance cycle，saving production costs.

three phase separator；corrosion；electrochemistry；bacteria

TE977

：A

1003–6490（2016）10–0011–02

2016–10–06

張佳磊（1990—），男，河北保定人，助理工程師，主要從事采油工藝工作。