世纪中文出版社

引言

随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，对石油的需求量也逐渐增多，采油工程受到了越来越多人的重视。在建设地面采油工程时，相关设备不可避免地会受到环境的侵蚀，所以在设计使用相关设备时，一定要考虑工作场地的腐蚀性环境，深入研究各种分离石油、气体和水资源设备的性能。因为进行采油工作时，相关机械设备长期处在腐蚀性较强的环境中，经常会出现严重的腐蚀问题。由于机械设备所承受的腐蚀问题不同，所以需要严格监控其使用情况，按时检查设备的性能。而机械设备在工作过程中，可能会因为压力变化、温度变化、水量变化或化学反应等情况加剧腐蚀问题，所以在进行采油工作时一定要注意调整工作环境。

1、地面采油设备的工作环境分析

在地面采油设备工作中，其所处的环境会对其形成腐蚀，这就需要对腐蚀环境进行识别，以此来减缓腐蚀程度。自然环境中的电化学作用是导致采油设备腐蚀的一个重要因素。对腐蚀环境进行分析，主要包括酸性腐蚀和非酸性腐蚀。酸性腐蚀主要是因为环境中的水和硫化氢存在所致，酸性腐蚀会产生强粘性的产物，流体速度不会对其造成影响，但是在一些情况下，也可能会造成非腐蚀性腐蚀一样的严重腐蚀，甚至存在更严重的情况。非腐蚀腐蚀主要是因环境中水、有机酸、氧和二氧化碳的存在而引起的腐蚀。非酸性腐蚀会随着流体流速的加大而加速，这是因为非酸性腐蚀产生腐蚀产物会被流体冲刷而形成新的腐蚀，逐步被腐蚀底层金属而加快腐蚀过程。

2、地面采油设备的腐蚀分析

在不同的腐蚀环境下，采油机械设备会出现多种多样的腐蚀问题，主要的腐蚀类型有以下7种。

（1）机械金属表面被全面腐蚀。全面腐蚀就是指采油设备表面因腐蚀环境的影响受到全方位的腐蚀，设备的整个金属表面都被均匀腐蚀。酸性腐蚀环境和非酸性腐蚀环境都会造成这种侵蚀问题，实际上采油设备也很容易出现这种问题。

（2）设备中出现麻点状腐蚀。顾名思义，麻点状腐蚀就是采油设备局部出现金属腐蚀问题，而且由一个腐蚀点扩散到整个金属表面，进而在原材料上产生尖角形状的腐蚀洞。麻点状腐蚀通常是由非酸性的环境造成的，但是在极特殊的状况下如硫化氢过多也会导致这种腐蚀发生。

（3）因硫化物应力影响导致机械零件致脆破裂。一旦硫化氢气体遇水溶解，就很容易形成一个腐蚀性较强的酸性环境。尽管硫化氢气体的数量非常少，但仍然会造成严重的腐蚀问题。因为机械设备长期遭受张应力的影响，处在酸性腐蚀环境当中原材料就会产生破裂问题。为了有效解决这类腐蚀问题，就必须选择钢铁硬度适中的机械设备，如洛氏硬度22HRC或硬度更低的材料。

（4）采油设备的狭缝被腐蚀。在长期的工作运行过程当中，采油设备不可避免会出现一些裂缝，并且设备零件中间也有一些间隙，这些缝隙和周围位置就很容易出现腐蚀问题。

（5）周围的沉积物腐蚀金属设备。在腐蚀产物和其他固体物质的影响下，设备周围很容易出现沉积物。实际上，在一些具有较多堆积物的位置或在扎制铁鳞边缘，经常会发生沉积物腐蚀金属的问题。

（6）设备焊缝遭受不同程度的腐蚀。采油设备母体金属和焊接地方的主要结构大不相同，所以在电解过程中很容易出现阳极和阴极，设备的缝隙就会受到不同的腐蚀。为此，必须要高度重视焊接工作，确保焊缝在管子上呈现为正V形。

（7）原电池腐蚀。机械设备是由多种金属混合制成的，一旦有两种或两种以上的金属在电解质中结合到一起，就会产生原电池腐蚀问题。

3、地面采油设备的腐蚀监测

地面采油设备的腐蚀过程较为复杂，影响因素较多，要想了解腐蚀的原因和情况就必须制定适当的措施。在腐蚀监测方面主要可采取目视检查、挂片检测、电阻探针、线性极化探针以及其他相关监测手段。目视检查是对设备的外观进行检查，整体了解设备的腐蚀概况，为后期的检测提供参考和依据。挂片检测是把洗净和称重好的金属挂片防止在设备所处的实际环境内，定期取出来测量金属损失量，也可应用在流动的液体内，定期对挂片进行置换。在腐蚀过程中金属试件的截面积减少就会增大电阻，电阻探针就是基于此原理制作的测试仪，通过电读数来了解腐蚀情况。此类电阻探针一般用于水量较少的设备，能实现腐蚀速率的连续监测。线性极化探针是探针随着金属的损耗而出现极化，腐蚀速率通过电读书能有效反映。

4、地面采油设备的防腐控制

对于地面采油设备的防腐主要是从材料、工程设计、化学防腐剂、涂层选择、阴极保护以及应用化学防腐剂几个方面入手，具体措施如下。

4.1合理选择材料

地面采油设备使用大量钢材，金属材料的选择时首先要考虑经济成本。通常选取强度高的优质碳素钢，在器皿、湿气提取器、阀门微调器以及阀门等小元件可选择合金钢。

4.2工程设计上的防腐

地面采油设备在设计和安装过程中，需要采取合适的防腐设计来降低后期的费用投入。如在集气管和出油管的井口处，根据相关程序要求来安装玻璃纤维加强的塑料接头或是绝缘法兰。对流体流动速率进行合理设计，降低管线内部的腐蚀程度。可在油罐场、泵站和其他装置内增加保护涂层来破坏原电池，减少腐蚀。消除有害原电池，也可适当采取安装阴极保护的方法来防腐。

4.3合理选用涂层

防腐涂层的存在能有效隔离腐蚀性气体、液体与设备金属之间的接触。但涂层的选择需要从实际使用环境出发，选择对应的安装方式和使用方法。首先要保证涂层的完整性，确保金属没有暴露在腐蚀环境的空白点。涂层损坏的部位很可能发生腐蚀。地面采油设备的防腐涂层使用较多的包括聚氨酯、衬料、水泥、环氧以及酚醛树脂等。

4.4应用阴极保护

阴极保护是通过强加电流法或是牺牲阳极法来将金属转变为阴极，以此来防止金属表面出现腐蚀，对地面采油设备的地下部分或掩埋部分进行保护。牺牲阳极法一般是在设备的金属上连接合金或活泼金属，形成原电池，采用较多的是锌、铝及其合金。

4.5积极应用化学防腐剂

地面采油设备的防腐工作，通常会选用化学防腐方法，因为化学防腐剂能在金属和腐蚀空间当中建立一层隔断，有效缓解腐蚀环境对设备的不利影响。不过，化学防腐剂保护一般呈薄膜状，如果采油设备长期处于工作状态，这个保护薄膜就会逐渐消失，所以必须要定时使用化学防腐剂。如果能够及时应用化学防腐剂并选择合理的填充方式，就可以在很大程度避免腐蚀问题。经常用到的化学防腐剂有机胺防腐剂，可以采用连续注入的方法，能够有效防止采油设备被腐蚀。此类防腐剂种类非常多，包含能溶于水和溶于油的防腐剂等。

结束语

对于地面采油设备的腐蚀问题，首先要考虑其所处的工作环境，对腐蚀的类型和原因进行分析。采取合适的腐蚀监测手段来定期了解设备的腐蚀速度和情况，以此为依据来制定对应的防腐措施，确保地面采油设备的安全、高效实用。

参考文献