海洋石油機械防腐蝕技術分析

丁志佳

【摘 要】隨著我國資源勘測工作的不斷深入，能源問題得到了緩解，但是在開采資源儲量巨大的海洋石油資源時，由于石油開采機械需要與水接觸，導致機械設備腐蝕問題較為嚴重，為了保證石油開采純度與石油開采量，做好海洋石油機械防腐工作是非常有必要的，本文主要分析了海洋石油機械腐蝕原因，并在此基礎上詳細分析了海洋石油機械防腐蝕技術，以期可以為我國海洋石油機械防腐技術的提升做出貢獻。

【關鍵詞】海洋石油；機械防腐蝕；開采純度

若使用已經腐蝕的機械開采海洋石油，所開采的石油純度則會出現降低的不良情況，因而在社會快速發展、人們對油氣資源需求量越來越大的背景下，通過降低海洋石油機械腐蝕概率來提升海洋石油開采程度是非常重要的，基于此，在以節省經濟成本支出為石油開采機械保護原則的同時，相關開采企業就需要基于防腐技術應用效果，合理選擇海洋石油機械防腐蝕技術。

1 海洋石油機械腐蝕原因

在開采海洋石油過程中，由于原油中本身含有較多雜質，且石油開采含水量越來越高，因此，石油機械受到了多方面因素的影響而出現被腐蝕的不良情況，為了保證石油機械能夠得到高效、安全的使用，在選擇相應海洋石油機械防腐蝕技術前，就要全面了解造成海洋石油機械發生腐蝕情況的原因。

1.1 氯化物造成的海洋石油機械腐蝕

氯化物是指石油原油中所包含大量水分中的鹽分，在開采海洋石油過程中，由于海洋中本身氯化物占比較大，此時造成石油原油中存在氯化物成分，當企業使用石油機械開采石油過程中，就會受到原油中氯化物的影響而出現腐蝕問題。

在使用石油機械開采原油時，開采企業通常所使用的機械設備會與原油中氯化物成分所接觸，當二者發生表面接觸時，就會造成石油機械發生程度較為嚴重的腐蝕[1]。而一旦條件相對成熟，鹽水即我們所說的氯化物就會分解成鹽酸等屬于酸性的物質，此時石油機械在與氯化物接觸過程中就會發生化學反應，所產生的鹽酸給海洋石油機械造成的腐蝕更為嚴重，在原油開采現場時，還容易發生原油開采事故，影響石油機械運行安全性與有效性。

1.2 環烷酸造成的海洋石油機械腐蝕

目前，在海洋石油開采過程中，所開采的石油多以環烷酸為主，特別是在精制石油產品時，更容易產生環烷酸，它屬于一種有機酸，由于該種酸性物質化學性質相對較強，當其與海洋石油開采機械接觸時，就會導致鐵材料所組成的石油機械受到嚴重腐蝕，其運行質量與安全性都會出現降低的不良情況。

在深入分析環烷酸后，我們可以發現該種酸性物質幾乎不溶于水，而通常會溶于石油醚、乙醇、苯和烴類等物質中，因此當石油原油中含有環烷酸時，采用石油機械精制石油產品過程中就會與環烷酸發生反應，嚴重時還會造成石油機械中由鐵材料所組成的元件發生斷裂，此時石油機械安全質量得不到有效提升。

1.3 硫化物造成的海洋石油機械腐蝕

基于對石油開采工作的詳細分析，我們可以發現在開采石油過程中所開采的原油本身含有一定雜質，硫化物則是石油原油雜質中一項重要的組成部分，硫化物本身不會與石油機械發生反應，但是當硫化物這一雜質與海洋中的水結合后，會發生一系列化學反應，此時會生產硫化氫，硫化氫不僅是一種有毒的物質，能夠溶于水，更容易溶于醇類、石油溶劑和原油中，同時硫化氫還是一種還原性較強的酸化物，能夠與石油機械發生反應，造成石油機械出現腐蝕的不良情況。

除此以外，由于硫化氫還具有較強的毒性，因而對石油開采人員還會產生較為嚴重的影響，既威脅著石油機械使用安全，也威脅著石油開采人員生命安全，因而在后期開采中需要提高對硫化物所造成海洋石油機械腐蝕原因的重視。

1.4 多硫化物造成的海洋石油機械腐蝕

除上述原因會造成海洋石油機械發生腐蝕外，多硫化物也會造成海洋石油機械發生腐蝕。在石油開采過程中，多硫化物主要是由硫化物與石油機械反應所產生的，其通常會附著在石油機械油漆等保護物質表面，在該腐蝕層不斷與石油機械表面油漆發生反應時，就會導致石油機械外層保護物質被腐蝕殆盡，此時再次利用該機械開采海洋石油時，其就會直接與氯化物、硫化物、環烷酸發生化學反應，在機械設備放置時，還會與空氣以及空氣中的水分發生接觸，給石油機械造成更大的腐蝕傷害[2]。若相關工作人員不能及時做好多硫化物所造成的保護層腐蝕，最終則會導致石油機械無法再次應用于石油開采之中。

2 海洋石油機械防腐蝕技術

基于前文分析，我們可以了解到造成海洋石油機械腐蝕的原因是多發的，在此背景下，石油開采企業應全面落實石油機械防腐蝕工作，采用可行性更高的石油機械防腐蝕技術，使石油生產安全性與順利程度能夠得到保障。

2.1 借助防腐蝕材料及防腐蝕涂料技術

基于當前在海洋石油機械防腐蝕情況的研究，發現由于在利用石油機械進行開采過程中，主要是石油機械外表面與腐蝕物質發生反應，因此通常腐蝕情況會發生在機械表面，針對當前腐蝕現狀，要想做好石油機械防腐蝕工作，就需要在石油機械外部涂抹相應的防腐蝕材料以及防腐蝕涂料，進而有效控制石油機械開采過程中的腐蝕速度。

一方面，由于海洋石油原油中所包含的環烷酸、氯化物、硫化物更容易與鐵這一金屬發生反應，因此在選擇石油機械外表材料時，切忌選擇鐵材料，以保證防腐蝕材料使用效果更理想[3]。目前在使用防腐蝕材料時主要選擇了瀝青材料，基于相關研究證實，該種材料在放置機械表面腐蝕中效果較為理想；另一方面，在選擇防腐蝕涂料時，主要選擇了環保耐酸的防腐涂料以及無機聚合物涂料兩種，環保耐酸涂料能夠通過同鹽酸、環烷酸以及硫化氫等發生化學反應，進而降低機械表面發生腐蝕問題。無機聚合物則會通過抵制原油中相關雜質與機械表面的反應，使得石油機械能夠安全、可靠的完成石油開采工作。

基于在石油機械外部涂擦防腐蝕材料便捷程度更高、防腐效果較為理想，且花費成本相對較低，因此現階段大部分海洋石油開采企業都積極使用到涂抹防腐蝕材料以及防腐蝕涂料的技術。

2.2 電鍍防腐蝕技術

電鍍防腐蝕技術也是應用于海洋石油機械表面防腐的一項重要技術。針對海洋石油機械而言，電鍍主要是指借助電鍍原理，在海洋石油開采機械金屬表面上鍍一薄層其他合金或金屬的過程，其主要作用是防止海洋石油機械表面與石油原油雜質中相關元素進行反應。該種方式不僅有助于提高海洋石油機械防腐蝕水平，還能夠提高該機械設備的美觀程度與耐磨性，為石油開采工作提供有力支持。

通常情況下，采用電鍍防腐技術時，鍍層所使用的材料多為合金或單一金屬，像黃銅、鋅、青銅、金、鎘以及鈦鈀等；同時也有覆合層材料，例如鋼上的銀-銦層或者鋼上的銅-鎳-鉻層等；除此以外，還有彌散層，像鎳-氟化石墨以及鎳-碳化硅等，現階段在海洋石油機械中則主要使用了管接箍的方式以及鎢合金電鍍的方式。而我們所電鍍的海洋石油機械外表層通常為不銹鋼、鑄鐵、非鐵金屬以及鋼等，大部分情況下，海洋石油機械外表曾以不銹鋼、鑄鐵以及鋼為主。

2.3 電化學防腐蝕技術

電化學防腐蝕技術主要依據了電化學原理，通過在金屬設備上采取一系列措施，使其成為腐蝕電池中的陰極，在產生電流的基礎上，使得金屬腐蝕能夠得到減輕或防止，保證海洋石油機械防腐蝕質量可以得到有效提升。

但是在使用電化學防腐蝕技術時，相關工作人員首先需要詳細分析石油機械發生腐蝕現象的主要機理，在掌握其腐蝕機理的基礎上，擬定出更合適的防腐措施。我們可以將使用于海洋石油機械防腐蝕工作中的電化學防腐蝕技術分成三種，其一為陰極保護，該種保護方式又被分為外加電流保護與犧牲陽極防腐技術，該種防腐技術時通過依靠電位負于被保護對象的金屬，使其通過犧牲自身而為保護對象提供電流，在電解質環境中形成相應的保護回路，使得保護對象在與犧牲陽極直接連接的基礎上，不會發生腐蝕問題。由于該種方式更適用于以海水為電解質的金屬腐蝕中，因而在海洋石油機械腐蝕中，犧牲陽極防腐的技術使用頻率更高；其二為電化學再堿化技術；其三為電化學除氯防腐蝕技術。第二項與第三項電化學防腐蝕技術更適用于以土壤為電解質的金屬腐蝕中，通常情況下，進行混凝土外部施工時，會使用到上述兩種防腐蝕技術。

2.4 放置緩蝕劑技術

除上述三種防腐蝕技術外，放置緩蝕劑技術也是在海洋石油機械防腐蝕工作中使用頻率較高、使用效果較為理想的技術之一。

當緩蝕劑能夠以科學的形式與適當的濃度存在于海洋石油機械運行環境之中時，則能夠起到減緩甚至是防止海洋石油機械腐蝕的作用，因此緩蝕劑也被稱之為腐蝕抑制劑。從不同角度對緩蝕劑分類時，可以分成的類型也是不同的，以緩蝕劑所擁有的化學成分進行分類時，發現緩蝕劑可以分為聚合物緩蝕劑、有機緩蝕劑以及無機緩蝕劑三種，不用種類緩蝕劑實際使用效果存在著一定的差異；按照緩蝕劑所控制的部位進行分類時，可以將緩蝕劑分為混合型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑以及陽極型緩蝕劑三種。其中混合型緩蝕劑主要會起到阻止水中溶解的氧與水向金屬表面擴散的作用；陰極型緩蝕劑則能夠通過與金屬表面陰極區域發生反應、與水中陰極區域發生反應，產生保護海洋石油機械的保護膜，避免其與原油雜質發生反應；陽極型緩蝕劑則能夠在與金屬表面的金屬離子發生作用，在這一過程中會在海洋石油機械表面形成一層保護膜，避免海洋石油機械表面金屬與水發生溶解反應，進而達到減緩機械表面腐蝕的目的。

3 總結

在我國石油開采速度逐漸提高的狀態下，由于我國海洋中還儲備著較為豐富的石油資源，因而很多企業為了自身能夠獲得足夠的經濟效益，已經深入海洋石油開采行業之中，但是要想保證自身所采購的石油開采機械能夠得到長期使用，降低自己在設備投入方面所支出的資金，相關企業就需要在合理選擇石油開采機械的基礎上，基于本文所提出的海洋石油機械防腐蝕技術，做好相關機械防腐蝕處理工作，為石油開采以及企業發展做出貢獻。

【參考文獻】

[1]張鐵軍.關于石油機械的防腐蝕技術研究[J].科技創業家.2013（13）.

[2]楊楠.石油機械設備防腐檢測技術探析[J].設備管理與維修.2017（11）.

[3]候佳，王飛.石油機械設備中的防腐檢測技術探究[J].中小企業管理與科技（上旬刊）.2016（08）.