普光气田地面集输工程防腐蚀控制措施.pdf

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1、第4期一57一普光气田地面集输工程防腐蚀控制措施李炜锋，郭小柱，李晓利(中原油田天然气处理厂普光项目部，河南濮阳457061)[摘要]普光气田是我国第一个成功开发的典型高酸性气田由于天然气含H2s、cO2、cl。、H20等，普光气田的集输管线和集气站设备处于非常恶劣的腐蚀环境。硫化氢具有高毒性，一旦由于腐蚀导致穿孔、开裂泄漏，将对人身安全、生命财产造成极大危害。因此，在开发建设过程中，采取了一系列预防硫化氢、二氧化碳和氯离子腐蚀的监测与控制技术，保障了气田安全运行，对其他类似气田的防腐蚀控制具有一定指导意义。[关键词]普光气田；硫化氢；二氧化碳；腐蚀；控

2、制根据相关统计资料，造成工艺管线、设备泄点蚀，轮癣状腐蚀和台面状坑蚀。由于普光气田漏、断裂等事故的主要因素为：腐蚀、工程焊接天然气中同时含有HS、CO：、CI一、HO及有机硫质量、材料制造等因素。腐蚀是材料失效的重要等，国内石油管材领域权威人士中国工程院院士原因之一，尤其是易燃易爆、有毒、腐蚀性介质李鹤林认为，普光气田的气藏属于极端恶劣的腐管线与设备，腐蚀不但造成设备提前失效、物料蚀环境。流失而且很可能引起人员伤亡、环境污染等恶性根据普光天然气的气质条件可知，介质对设事故，从而造成严重经济损失和社会影响。备的腐蚀主要有以下几种：普光气田集输管道是天然气开

3、发的重要组成(1)由C0、HS和CI。等介质引起电化学腐部分，集输管道的安全运行关乎整个气田的安全蚀；稳定运行。普光气田天然气中不仅含有高达15％(2)由HS、CI引起的应力腐蚀开裂。其中(摩尔百分率)的硫化氢，而且含有二氧化碳和氯离子的存在会阻碍保护性的硫化铁膜在钢铁表有机硫等。普光气田地面集输工程在设计建设过面的形成导致腐蚀加剧，同时，氯离子还可通过程中采取了综合预防腐蚀的措施，科学选择材钢铁表面硫化铁膜的细孔和缺陷渗入其膜内，使料、严格焊接质量管理，以内腐蚀的控制为重点膜发生显微开裂，形成孔蚀核。加强腐蚀监测与管理，确保了普光气田地面集输(3)由H

4、：s引起的氢诱发裂纹(HIC)。由于的本质安全。材料存在夹渣等缺陷造成材料内部分层、鼓包及1普光气田集输工程腐蚀环境分析阶梯裂纹，从而在内部残余应力而无外加应力条普光气田是川东北发现的高含硫化氢的干气件下引起设备失效破坏。田，国内规模最大、埋藏最深、资源丰度最高。2硫化氢腐蚀的主要特征及影响因素非烃气体以HS和CO：为主，平均体积含量分别为2．1硫化氢的腐蚀特征12％和8％以上。硫化氢的腐蚀类型，主要有电化学失重腐HS具有较强的腐蚀性，气田内部集输管道及蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀破裂。设备的Hs腐蚀为低温HS腐蚀，造成金属材料腐电化学腐蚀的腐蚀性产物是硫化

5、铁，是一种蚀的形式主要为非均匀腐蚀、氢鼓泡、氢脆和应力腐蚀开裂腐蚀等；CO：干气本身不具有腐蚀性，有缺陷的结构，不能阻止氢离子通过。实际上疏松的硫化铁与钢材接触形成了宏观电池，硫化铁但当其溶于水时，具有腐蚀性，通过在钢与钢接是阴极，钢材是阳极，因而加速了电化学腐蚀，触的水之间产生电化学反应，CO：极易溶于水，溶这种腐蚀往往呈现出很深的局部溃疡状腐蚀。于水后得到碳酸，释放出氢离子，氢离子是强去极化剂，极易夺取电子还原，促进阳极铁溶解而作者简介：李炜锋(1969一)，男，陕西蓝田人，本科学历，工导致腐蚀。CO腐蚀最典型的特征是呈现局部的程师。现任中原油田天然

6、气处理厂普光项目部站长。■腐蚀防护石20油和化工设备一一12年第15卷氢脆是金属在硫化氢作用下，由电化学反应含HS流体中的腐蚀速率，通常是随着时间的增长过程中产生的氢，渗入金属内部，使材料变脆，而逐渐下降，平衡后的腐蚀速率均一般很低。由但不一定引起破裂。如果脱离腐蚀介质，氢即可于流体流速较高或处于湍流状态时，钢铁表面上从金属内部逸出，金属的韧性会逐渐恢复，这一的硫化铁腐蚀产物膜层受到流体的冲刷而被破坏过程是可逆的。或粘附不牢固，钢铁将一直以初始的高速腐蚀，硫化氢应力腐蚀破裂是指硫化氢在离解时，使设备、管线、构件很快受到腐蚀破坏，因此要所产生的HS‘吸附在

7、金属表面上，不但促使阴极放控制流速的上限，把冲刷腐蚀降到最小。通常规氢加速，而且同硫化氢分子一起阻止氢原子结合定，阀门的气体流速应低于15m／s。但是，如果成氢分子，使氢原子积聚在金属表面并加速氢原气体流速太低，造成管线、设备低部集液，将产子向金属内部渗透。当氢原子遇到裂缝、空隙、生水线腐蚀、垢下腐蚀导致的局部腐蚀破坏。因晶格层间错断，夹杂或其他缺陷时，就会在这些此，通常规定气体的流速应大于3m／s缺陷处结合成为氢分子，体积急剧扩大使s造成极3国外类似气田防腐蚀的主要措施大压力，在拉应力的共同作用下，就会使钢材破国外开发的高含硫气田，针对CO：存在下的裂

8、，这一过程是不可逆的。HS腐蚀，集输系统不论是采用湿气输送方式还2．2硫化氢腐蚀