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防止天然气净化装置中设备腐蚀的技术工艺

王鲜

西南油气田分公司川西北气矿物资设备管理部,四川绵阳,621000

摘要: 天然气是社会发展的重要能源,天然气在生产和生活中都要广泛应用。做好天然气净化装置设备防腐蚀工作,是现代天然气生产的重要要求。在防腐蚀技术实践中,可以从多个角度和层面来总结经验,优化和完善天然气净化设备和流程等,解决和应对目前较为集中和突出的腐蚀影响。文章阐述了腐蚀因素和防腐技术,旨在为天然气安全生产提供思路。
关键词: 天然气净化装置;设备材料;腐蚀影响;防腐技术
DOI:10.12721/ccn.2025.157035
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天然气净化装置设备的防腐蚀技术,需要根据应力腐蚀裂纹、化学失重腐蚀以及高温硫化腐蚀等具体原因,确定有效的技术方法。在防腐技术实施中,通过对引起腐蚀的因素予以消除和控制,并且提高装置设备本身的抗腐蚀能力等综合途径,可以较好实现抗腐蚀的目标。

一、天然气净化装置应力腐蚀裂纹的防腐技术

(一)H2S造成的腐蚀裂纹

在天然气生产过程中,由于防腐措施不力,造成的天然气净化装置设备腐蚀危险需要引起关注。由于天然气本身具有易燃易爆性,如果腐蚀问题不能得到有效解决,当天然气腐蚀净化设备后就会出现泄露,导致爆炸等严重生产事故。在天然气净化装置防腐控制中,需要结合科学有效的技术工艺,提高装置设备的防腐性能,从根源上消除事故的发生[1]。防腐技术工艺的使用,需要根据天然气净化装置腐蚀的具体原因来分析。对于H2S造成的腐蚀裂纹,需要从设备材料、制造工艺以及质量检验等几个环节予以强化和改进。由于天然气净化装置以钢材为主,钢材性能和型号的差异,对于防腐蚀的作用也不同。在选材时要根据天然气净化装置需要满足的压力指标,按照钢材的强度、性能等来予以配置,提高材料抗腐蚀的效果。

在天然气净化装置制造中,基于腐蚀裂纹问题的考虑,从焊接等方面要进行强化,控制腐蚀裂纹的产生。由于设备焊接时会存在焊接缝,焊缝处更容易出现腐蚀裂纹情况,这主要是由于焊接缝处理不好会出现不均匀的状况,尤其是焊接未到达底面,出现缺口问题,一旦缺口与H2S接触,在H2S的腐蚀影响下,微小的裂缝瑕疵会持续扩大,形成严重的腐蚀裂纹。在设备使用过程中,由于天然气压力较大,焊接缝会承载不了这样的压力,从而出现断裂和爆炸。对于制造环节的焊接技术,需要控制好焊接深度、表面光滑度和均匀度,在焊接前对焊接材料的厚度,焊接长度等进行掌握。在焊接过程中,确定焊接方向。对于设备焊接可以采用双面焊接工艺,避免焊接不透的情况出现。天然气净化装置质量检验中,可以利用专业探伤仪器,对整个设备的每个部分进行探查,这样可以及时发现未焊透,焊接端面以及材料本身的裂纹缺陷等问题,从而及时做好修复和改进,确保天然气净化装置的防腐性能。

(二)胺液造成的腐蚀裂纹

天然气净化装置腐蚀情况中,由于胺液造成的裂纹问题也较为突出。胺液对设备的腐蚀与温度有关,在天然气生产环节,由于天然气本身温度较好,在进入到净化装置后,高温会增加裂痕的程度。胺液是天然气净化的重要溶剂,胺液始终处于设备内部,当胺液与天然气进行接触后,胺液温度快速升高,对设备内部造成极大的腐蚀影响[2]。在防腐技术工艺方面,基于这样的腐蚀裂纹处理,可以通过改变热效应的方式实现。天然气进入到净化装置后,在与胺液融合前,采用热处理技术将设备内部的热量进行吸收和释放,将胺液温度控制在耐腐蚀指标范围之内,以此来提升防腐性能。

二、天然气净化装置化学失重腐蚀的防腐技术

(一)酸化学腐蚀

天然气净化装置的钢材具有较好的防腐性,但是在实际的使用过程中,由于酸性化学腐蚀失衡,酸性物质含量大大提高。天然气中含有的硫、二氧化碳等成分,遇到设备内部温湿环境会生成硫酸、碳酸等,这使得原有区域酸性平衡的天然气净化装置内环境,出现了快速和严重的酸失衡,从而给装置设备内胆造成较大的腐蚀[3]。在处理这种腐蚀问题时,采用脱硫、脱碳等技术,在酸性物质产生前进行相关因素的控制,可以起到较好的防腐作用。脱硫和脱碳工艺技术,在天然气进入净化环节前进行。通过在脱硫和脱碳设备中增加基础反应物质,去除天然气中的硫、碳元素。

(二)碱化学腐蚀

碱化学腐蚀的影响,主要是在天然气净化装置中,净化溶液PH值超过安全范围,造成设备制造使用的钢材性能无法抵御碱腐蚀。在防腐技术实施中,控制温度以及提高设备钢材厚度和等级等,都可以较好实现防腐目的。控制净化装置的温度,可以降低PH值,避免PH值超标导致的碱化学腐蚀性增强情况[4]。一般来说,制造天然气净化装置的钢材都具有较好的抗碱性,可以通过增加设备外壁厚度来强化这种抗碱性,同时考虑碳钢替代传统不锈钢,也可以较好提升防腐性能。

三、天然气净化装置高温硫化腐蚀的防腐技术

天然气净化过程中,需要对天然气中分离出来的硫化物进行回收。硫化物是重要的工业生物质,通过回收可以提高天然气生产的经济性。另外,硫化物如果不能有效回收,排放到大气中会形成酸雨等污染。由于硫化物遇到高温,会形成PH值非常低,也就是酸性极强的物质,造成天然气净化装置中的硫回收设备严重腐蚀[5]。在防腐技术应用中,基于高温硫回收的环节特点,以及腐蚀产生的原因等,对回收硫化物的操作中,以控温技术为主要的防腐着眼点。控温技术是在天然气净化装置中,利用降温措施对设备持续降温,保持设备中回收的硫化物不会出现高温反应。

结束语:

天然气生产环节出现的腐蚀问题,对于天然气生产安全产生极大威胁。在防止天然气净化装置设备腐蚀方面,需要充分利用先进技术工艺优势,最大程度消除腐蚀因素的影响。防腐蚀技术的运用,需要与腐蚀原因分析符合,按照具体原因来确定相关技术工艺,这样能够提高防腐的成效。

参考文献:

[1]陈红,彭俊,刘伟,等. 含硫天然气装置设备安全防护措施[J]. 化工管理,2020(36):171-172.

[2]包振宇,张杰,王团亮,等. 天然气净化装置脱硫单元腐蚀机理及案例分析[J]. 石油化工设备技术,2021,42(2):56-61.

[3]潘向东,韩荣学,王林松. 天然气净化装置半贫液泵长周期运行技术探讨[J]. 化工机械,2020,47(4):538-540,557.

[4]蒋兴旺,于春元,贺启学,等. 高含硫天然气净化装置硫磺冷却器改造和应用[J]. 石油和化工设备,2021,24(3):116-118.

[5]王炜玉,曹京明,张文涛. 长庆油田天然气净化装置腐蚀行为与防护研究[J]. 中国石油和化工标准与质量,2021,41(4):49-51,54.