浅谈三相分离器腐蚀原因及防治措施

张佳磊，吕文昕，付明星，冉茂科，高亚雄

（长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750001）

浅谈三相分离器腐蚀原因及防治措施

张佳磊，吕文昕，付明星，冉茂科，高亚雄

（长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750001）

随着油田的不断开发，为降低运行成本和生产能耗，提高竞争力，靖三联合站在2012年引入了三相分离器，高效节能的对油气水进行分离。然而，随着运行时间的增加，三相分离器出现了油水室运行不平稳，污水含油及原油含水不达标等种种运行难题。这些难题的产生，根本原因是三相分离器内部腐蚀。根据三相分离器的工作原理，结合日常生产实际，确定导致三相分离器腐蚀的原因，提出防腐的合理化建议，从而进一步延长三相分离器维护周期，降低生产成本。

三相分离器；腐蚀；电化学；细菌

1 三相分离器的工作原理

1.1 外壁腐蚀

靖三联合站三相分离器外壁为保温棉覆盖，外部用铁皮包裹。然而由于使用时间的延长，保温层外防护铁皮与固定钉在大气环境形成电偶腐蚀以及受雨雪、阳光照射等双重侵蚀影响，外防护铁皮腐蚀穿孔。雨雪沿保温层破损孔道进入夹克层，进入保温层的水很难自行排除，使罐体外壁长期处于半干半湿的情况，外壁防腐漆脱落，造成外部腐蚀。一般来说，三相分离器外壁腐蚀程度较低。

1.2 内部腐蚀

三相分离器内部腐蚀，不同部位的腐蚀程度不同。一般来说，罐顶的腐蚀程度相对较轻，罐底部的腐蚀程度相对较重。

1.2.1 罐顶腐蚀

根据三相分离器的结构图，我们可以看出，在实际运行过程中，三相分离器顶部一般为原油中的溶解气，不会与含水原油表面直接接触。但由于三相分离器正常运行温度在45～55℃之间，与空气中的大气温度形成温差，所以三相分离器顶部会吸附一层水膜，形成电解液膜。形成的水膜中含有油气、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等腐蚀性物质，加速了罐顶钢板的腐蚀。

1.2.2 油层罐壁腐蚀

三相分离器的油层一般位于三相分离器的中部，位于油水界面之上，油气界面之下。该位置会出现液相、气相交替出现的现象。该段腐蚀严重区域正是发生在油与空气接触面的上部，在这一界面的物质非常杂，有气体、水分、油分子等，而且这些物质对罐壁的作用随着油面的不断上升、降低而不断变化，引发腐蚀。三相分离器油层腐蚀一般较轻，其腐蚀一般为少量污水及电化学腐蚀。

1.2.3 罐底及污水层罐壁腐蚀

三相分离器的腐蚀穿孔，一般发生在三相分离器罐底及污水层罐壁上。该段与脱出水的接触面积最大，腐蚀也更为严重。在4#三相分离器的维护中，腐蚀主要分布在该段位置，主要表现为深坑状及穿孔。4#三相分离器因该段腐蚀穿孔严重而报废。影响三相分离器罐体底部及污水层罐壁腐蚀的因素主要包括以下四个方面：进液流体冲击；溶解气体氧化电化学腐蚀；污水中细菌的腐蚀；焊缝电极腐蚀。

1.3 进出口管线腐蚀

一般来说，靖三联三相分离器油室出口含水＜1.5%，所以油室出口管线腐蚀相对较小。而水室出口管线及排污管线腐蚀相对较大。通过跟踪对比发现，水室出口管线一般使用半年即腐蚀穿孔，管壁腐蚀变薄。进出口管线腐蚀的原因，与三相分离器罐底、污水层罐壁腐蚀的原因相同，都是受流体冲击、溶解气体氧化电化学腐蚀及污水细菌的影响。

2 三相分离器防腐措施

根据三相分离器不同部件所处的环境不同，而采取不同的防腐蚀措施来延长三相分离器维护周期。

2.1 涂料防腐

在各种防腐技术中，涂料防腐蚀技术应用最广泛。首先，它施工简便，适应性广，不受设备面积、形状的约束，重涂和修复方面费用低；其次，涂料防腐可与其它防腐蚀措施联合使用，从而可获得较完善的防腐系统。三相分离器内部所应用的防腐涂料应满足如下要求：具有良好的耐酸碱、耐盐水、耐硫化物、耐油等特性，这是由于罐底沉积水中复杂的化学成分和强腐蚀性所决定的；抗渗透性佳，能够抵抗住油析水穿过涂层，避免罐内的介质通过渗透的作用对涂层造成破坏；良好的物理机械性能，即涂层要有较强的附着力，耐冲击性，常温固化，便于施工；可短期耐温180℃，防止蒸汽清罐等操作时漆膜脱落；涂层的绝缘性能好，阳极块的消耗率低，可以达到长效保护的效果。

目前，靖三联合站三相分离器所应用的防腐漆，一般为HCC防腐漆，其附着力及耐腐性相对较好。

2.2 阴极保护

阴极保护是目前国内外公认的经济有效的防腐蚀措施。阴极保护系统分外加电流与牺牲阳极两种。考虑到三相分离器的运行情况，我们一般在三相分离器上采取牺牲阳极保护法防腐。我们可以在三相分离器分隔室底板上安装铝（Al）基合金阳极，使底板得到保护。牺牲阳极的安装方法有两种，即焊接型和螺栓固定型。焊接型电连接牢固、阳极效能可得到充分发挥，使用寿命在5 a以上的应采用焊接方法；对于使用寿命在5 a以下、而且经常更换的应采用螺栓固定型。

2.3 涂料-牺牲阳极联合保护方法

针对靖三联三相分离器维护周期短，腐蚀速度快的现状，我们可以采用涂料与牺牲阳极相结合的联合保护方法。当所填涂的涂料出现缺陷或因其它原因发生脱落时，牺牲阳极可以提供保护电流，使发生缺陷和脱落处成为阴极，从而达到减缓腐蚀的目的。

3 结论

1）三相分离器工作实质是依靠油、气、水之间互不相容及各相间存在的密度差进行分离，通过优化设备内部结构、流场和聚结元件使油气水达到高效分离的目的。

2）三相分离器罐顶腐蚀和油层腐蚀一般受含水中的油气、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等物质的腐蚀，腐蚀程度较轻。

3）罐底、污水层罐壁及进出口管线腐蚀因素主要包括：进液流体冲击、溶解气体氧化电化学腐蚀、污水中细菌腐蚀、焊缝电极腐蚀四个方面。

4）三相分离器的防腐措施一般包括：涂料防腐、阴极保护防腐、涂料-牺牲阳极相结合防腐。

[1] 李勇，徐伟.大型储油罐内腐蚀分析及防腐蚀措施[J].石油化工腐蚀与防护，2004，21（5）：20-22.

[2] 徐赣川，杜磊.防腐涂料在石油天然气管道中的应用[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

张佳磊（1990—），男，河北保定人，助理工程师，主要从事采油工艺工作。