楊亮亮 陳小龍 劉昌民 陳娜娜

前言

本文通過(guò)對(duì)某天然氣處理廠的水系統(tǒng)腐蝕現(xiàn)狀進(jìn)行研究，進(jìn)一步掌握各個(gè)水系統(tǒng)水質(zhì)特點(diǎn)，離子組成和變化規(guī)律以及結(jié)垢的種類(lèi)、含量等，進(jìn)一步對(duì)其腐蝕因素進(jìn)行研究。結(jié)合腐蝕影響因素進(jìn)而提出一些腐蝕防治措施，從而解決腐蝕問(wèn)題，確保生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。

一、處理廠管線主要腐蝕類(lèi)型

（1）應(yīng)力腐蝕破裂

應(yīng)力腐蝕是金屬材料在持續(xù)應(yīng)力條件及腐蝕介質(zhì)共同作用下發(fā)生的腐蝕。在水處理管線中是普遍存在的。主要原因是由于管線金屬表面不完整缺陷、劃痕、小孔等薄弱點(diǎn)進(jìn)一步提供了裂紋核心。水介質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間與應(yīng)力作用產(chǎn)生腐蝕。

（2）小孔腐蝕

一般水管線中小孔腐蝕存在比較多。所謂小孔腐蝕又被稱(chēng)作點(diǎn)蝕或孔蝕，這種腐蝕一般都集中在金屬表面比較小的范圍內(nèi)，在金屬內(nèi)部形成孔狀腐蝕類(lèi)型。點(diǎn)蝕的發(fā)生過(guò)程主要分為兩個(gè)階段，即蝕孔的成核和蝕孔的成長(zhǎng)過(guò)程。點(diǎn)蝕的形成與腐蝕介質(zhì)中活性陰離子存在密切關(guān)系。采出水處理單元水中氯離子較多加速了管線的點(diǎn)蝕。

（3）晶間腐蝕

沿著或緊挨著金屬的晶粒邊界發(fā)生的腐蝕稱(chēng)為晶間腐蝕。晶間腐蝕破壞發(fā)生在金屬晶間的邊界上。從外觀上看，金屬表面無(wú)明顯變化，但晶間的結(jié)合力已大大削弱，嚴(yán)重時(shí)材料強(qiáng)度完全喪失。從電化學(xué)腐蝕原理知道，腐蝕經(jīng)常從原子排列不規(guī)則的的地方開(kāi)始引起局部腐蝕因?yàn)榫Ы缭优帕休^為疏松而紊亂，所以晶間具有較大的活性。不銹鋼焊件在熱影響區(qū)容易引起對(duì)晶間腐蝕的敏化。

（4）磨損腐蝕

水處理單元由于高壓沖擊原因，例如回注泵高壓區(qū)，水介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度比較大，沖擊力也相對(duì)比較大，這些都嚴(yán)重腐蝕損壞管線。所以一般情況下的腐蝕都發(fā)生在高沖擊區(qū)域。磨損腐蝕是采出水處理單元中最常見(jiàn)的腐蝕之一。

二、處理廠水系統(tǒng)腐蝕因素研究

（1）溶解氧對(duì)腐蝕的影響

溶解氧作為電化學(xué)腐蝕過(guò)程中的陰極去極化劑，對(duì)腐蝕起著決定性作用。可以看出隨著溶解氧濃度的增加，模擬污水對(duì)碳鋼的腐蝕速率先顯著加快然后緩慢增加直至趨于平緩。這是因?yàn)閽炱木鶆蚋g速率主要是受溶解氧擴(kuò)散速度的影響，溶解氧濃度越大，擴(kuò)散越快，腐蝕速率就越大。但是當(dāng)溶解氧濃度達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)在碳鋼表面形成一層致命的腐蝕產(chǎn)物，阻止氧氣與碳鋼的進(jìn)一步接觸，腐蝕速率曲線趨于平緩。

（2）溫度對(duì)腐蝕的影響

溫度對(duì)腐蝕的影響較為復(fù)雜，在一定的溫度范圍內(nèi)，碳鋼的腐蝕速率會(huì)隨溫度的升高而增大。若腐蝕反應(yīng)是由氧含量控制的，則在密閉系統(tǒng)中，由于氧濃度恒定，溫度每升高 30℃碳鋼的腐蝕速率會(huì)增大一倍。如果腐蝕反應(yīng)與大氣相通，隨著溫度的升高溶解氧的濃度會(huì)下降，同時(shí)流體的粘度也隨著溫度的升高而降低，氧在流體中的擴(kuò)散系數(shù)增大，二者相比，后者的影響更大，結(jié)果造成了腐蝕速率的增加。

（3）氯離子對(duì)腐蝕的影響

從水質(zhì)中成分分析可知的氯離子含量較高，研究表明腐蝕介質(zhì)中如果含有氯離子，會(huì)對(duì)碳鋼的腐蝕產(chǎn)生很大的影響。氯離子不會(huì)直接參與腐蝕反應(yīng)，但氯離子的半徑比較小，會(huì)輕易地穿過(guò)保護(hù)膜，使碳鋼表面的保護(hù)層不穩(wěn)定，使腐蝕產(chǎn)物膜變得疏松，進(jìn)而在疏松的垢下形成氧濃差電池和自催化電池腐蝕，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的局部腐蝕。

（4）懸浮物對(duì)腐蝕的影響

水中含有大量油類(lèi)物質(zhì)和懸浮物會(huì)給集輸系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重危害，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：懸浮物和油類(lèi)物質(zhì)通常是集輸系統(tǒng)中微生物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，懸浮物和油類(lèi)物質(zhì)的存在將增加微生物的活性，促使微生物繁殖加快;懸浮物和油類(lèi)物質(zhì)粘結(jié)在一起，可以吸附沉積在集輸系統(tǒng)內(nèi)壁上形成污垢，污垢堆積處，電位會(huì)較低成為陽(yáng)極，沒(méi)有污垢處為陰極，從而形成垢下腐蝕;油膜粘附于管線內(nèi)壁，會(huì)阻止緩蝕劑與金屬表面的接觸，致使保護(hù)膜不能形成或者保護(hù)膜形成不完整，從而導(dǎo)致局部腐蝕;污垢會(huì)增大對(duì)殺菌劑的吸附作用，使殺菌效果變差，助長(zhǎng)了細(xì)菌的生長(zhǎng);

三、處理廠水系統(tǒng)腐蝕的防治

（1）設(shè)計(jì)的合理性

一個(gè)合理的設(shè)計(jì)為防腐工作奠定了重要的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該多考慮消除消減腐蝕因素。例如充分考慮物料的排放，減少縫隙。在泵閥等的配置應(yīng)做到不發(fā)生滴漏，應(yīng)能方便地進(jìn)行檢查和維修。金屬板間的連接應(yīng)盡量不采用疊接，應(yīng)避免鉚接。必須采用螺紋聯(lián)接時(shí)，最好用電鍍的螺栓、螺母。采用焊接時(shí)，要有正確的焊接程序或焊后進(jìn)行熱處理，不可出現(xiàn)不連續(xù)焊縫，焊條應(yīng)采用電位更正的金屬。負(fù)載應(yīng)力或殘余應(yīng)力可能引起應(yīng)力腐蝕時(shí)，應(yīng)降低負(fù)載應(yīng)力或消除殘余應(yīng)力。不同金屬材料連接時(shí)，應(yīng)盡量采用電位相近的金屬。[1]

（2）要正確的選用材料

通過(guò)掛片實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)不同的材料其在同等腐蝕條件下的表現(xiàn)也不相同?？紤]建設(shè)投資及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，要進(jìn)行材料選用。選材時(shí)，必須恰當(dāng)?shù)毓烙?jì)其可靠性，特別要考慮原使用或試驗(yàn)條件與現(xiàn)生產(chǎn)裝置中實(shí)際條件的偏離程度。另外要注意介質(zhì)中雜質(zhì)成分，考慮全面腐蝕及局部腐蝕情況。

（3）腐蝕環(huán)境改變

通過(guò)處理介質(zhì)進(jìn)一步降低腐蝕源頭。例如降低介質(zhì)腐蝕性、去除介質(zhì)雜質(zhì)、降低溶解氧含量、降低溫度等手段進(jìn)行腐蝕環(huán)境的改變。就控制腐蝕而言，將值調(diào)至中、堿性范圍比在酸性范圍更有利。另外也可以加入一些藥劑改變腐蝕介質(zhì)環(huán)境。

（4）電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)腐蝕是常見(jiàn)狀況，金屬腐蝕都是因?yàn)楦g電池的作用。因此某種條件下進(jìn)行極化作用可以降低腐蝕速率。采用陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐保護(hù)。

（5）采用耐腐蝕覆蓋層

利用防腐涂料進(jìn)行防腐。將耐腐蝕材料進(jìn)行金屬表層覆蓋。例如采用電鍍、噴鍍、化學(xué)鍍等方法進(jìn)行表層防腐。另外采用非金屬覆蓋層進(jìn)行金屬保護(hù)，其作用主要是隔離。通過(guò)介質(zhì)與金屬之間的隔離從而防止局部腐蝕破壞。目前這種方法也是處理廠防腐工作中比較常用的手段。

總結(jié)

結(jié)合本文研究，我們對(duì)生產(chǎn)污水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、含醇污水處理系統(tǒng)等幾個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了腐蝕狀況分析。并結(jié)合腐蝕情況得出影響其腐蝕速率的各個(gè)因素。大致主要從溫度、PH值、溶解氧、細(xì)菌等方面進(jìn)行了探討。并結(jié)合這些腐蝕影響因素提出了相應(yīng)的防止措施。從根源設(shè)計(jì)到運(yùn)行中介質(zhì)環(huán)境的變化都提出了部分建議。相信在這些防止措施的應(yīng)用下，我們處理廠水系統(tǒng)防腐工作能夠有所革新，為今后防腐工作打下基礎(chǔ)，提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]張清玉.油氣田工程實(shí)用防腐蝕技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2009.

[2]張興儒，吳振烈.油氣田環(huán)境保護(hù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995.

[3]林曲波.內(nèi)蒙古吉爾地區(qū)采集方法討論[D].西安石油大學(xué)，2011.

[4]張學(xué)元等.油氣工業(yè)中細(xì)菌的腐蝕與防護(hù)[J].石油與天然氣化工，1999，28（01）：53～56.