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

（長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750001）

隨著油田的不斷開發，為降低運行成本和生產能耗，提高競爭力，靖三聯合站在2012年引入了三相分離器，高效節能的對油氣水進行分離。然而，隨著運行時間的增加，三相分離器出現了油水室運行不平穩，污水含油及原油含水不達標等種種運行難題。這些難題的產生，根本原因是三相分離器內部腐蝕。根據三相分離器的工作原理，結合日常生產實際，確定導致三相分離器腐蝕的原因，提出防腐的合理化建議，從而進一步延長三相分離器維護周期，降低生產成本。

三相分離器；腐蝕；電化學；細菌

1 三相分離器的工作原理

1.1 外壁腐蝕

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

1.2 內部腐蝕

三相分離器內部腐蝕，不同部位的腐蝕程度不同。一般來說，罐頂的腐蝕程度相對較輕，罐底部的腐蝕程度相對較重。

1.2.1 罐頂腐蝕

根據三相分離器的結構圖，我們可以看出，在實際運行過程中，三相分離器頂部一般為原油中的溶解氣，不會與含水原油表面直接接觸。但由于三相分離器正常運行溫度在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，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。該位置會出現液相、氣相交替出現的現象。該段腐蝕嚴重區域正是發生在油與空氣接觸面的上部，在這一界面的物質非常雜，有氣體、水分、油分子等，而且這些物質對罐壁的作用隨著油面的不斷上升、降低而不斷變化，引發腐蝕。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，腐蝕也更為嚴重。在4#三相分離器的維護中，腐蝕主要分布在該段位置，主要表現為深坑狀及穿孔。4#三相分離器因該段腐蝕穿孔嚴重而報廢。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方面：進液流體沖擊；溶解氣體氧化電化學腐蝕；污水中細菌的腐蝕；焊縫電極腐蝕。

1.3 進出口管線腐蝕

一般來說，靖三聯三相分離器油室出口含水＜1.5%，所以油室出口管線腐蝕相對較小。而水室出口管線及排污管線腐蝕相對較大。通過跟蹤對比發現，水室出口管線一般使用半年即腐蝕穿孔，管壁腐蝕變薄。進出口管線腐蝕的原因，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腐蝕及污水細菌的影響。

2 三相分離器防腐措施

根據三相分離器不同部件所處的環境不同，而采取不同的防腐蝕措施來延長三相分離器維護周期。

2.1 涂料防腐

在各種防腐技術中，涂料防腐蝕技術應用最廣泛。首先，它施工簡便，適應性廣，不受設備面積、形狀的約束，重涂和修復方面費用低；其次，涂料防腐可與其它防腐蝕措施聯合使用，從而可獲得較完善的防腐系統。三相分離器內部所應用的防腐涂料應滿足如下要求：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雜的化學成分和強腐蝕性所決定的；抗滲透性佳，能夠抵抗住油析水穿過涂層，避免罐內的介質通過滲透的作用對涂層造成破壞；良好的物理機械性能，即涂層要有較強的附著力，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漆膜脫落；涂層的絕緣性能好，陽極塊的消耗率低，可以達到長效保護的效果。

目前，靖三聯合站三相分離器所應用的防腐漆，一般為HCC防腐漆，其附著力及耐腐性相對較好。

2.2 陰極保護

陰極保護是目前國內外公認的經濟有效的防腐蝕措施。陰極保護系統分外加電流與犧牲陽極兩種。考慮到三相分離器的運行情況，我們一般在三相分離器上采取犧牲陽極保護法防腐。我們可以在三相分離器分隔室底板上安裝鋁（Al）基合金陽極，使底板得到保護。犧牲陽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、陽極效能可得到充分發揮，使用壽命在5 a以上的應采用焊接方法；對于使用壽命在5 a以下、而且經常更換的應采用螺栓固定型。

2.3 涂料-犧牲陽極聯合保護方法

針對靖三聯三相分離器維護周期短，腐蝕速度快的現狀，我們可以采用涂料與犧牲陽極相結合的聯合保護方法。當所填涂的涂料出現缺陷或因其它原因發生脫落時，犧牲陽極可以提供保護電流，使發生缺陷和脫落處成為陰極，從而達到減緩腐蝕的目的。

3 結論

1）三相分離器工作實質是依靠油、氣、水之間互不相容及各相間存在的密度差進行分離，通過優化設備內部結構、流場和聚結元件使油氣水達到高效分離的目的。

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、硫化氫等物質的腐蝕，腐蝕程度較輕。

3）罐底、污水層罐壁及進出口管線腐蝕因素主要包括：進液流體沖擊、溶解氣體氧化電化學腐蝕、污水中細菌腐蝕、焊縫電極腐蝕四個方面。

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

[1] 李勇，徐偉.大型儲油罐內腐蝕分析及防腐蝕措施[J].石油化工腐蝕與防護，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，Fu 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。