油水分离器外加电流阴极保护

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1、油水分离器外加电流阴极保护一、简述钢制储罐是石油、石化行业油品输送、储存及安全运营必不可少的设施，油田油水分离器是将油井产出的地下原油中的天然气、原油、水混合物分离成气（上部）、原油（中部）、水（下部，占分离器一半的液位）的重要设备。分离器内部结构复杂，由于油田采油开发后期油井平均含水率在85%左右，故分离器内部一半以上的部位处在分离出的污水介质中。油田采出水特性采油污水是一种含有固体杂质、液体杂质、溶解气体和溶解盐类等较为复杂的多相体系，细小杂质大概可分为5大类：悬浮固体、胶体、分散油、乳化油及一些溶解物质。其中悬浮固体(颗粒直径1—100μm)主要包括：泥砂、各种腐蚀产物及

2、垢、硫酸盐还原菌、腐生菌和重质油类等；胶体(1×10-3—1．0μm)主要由泥砂、腐蚀结垢产物和细菌有机物构成。采出水中一般含有1—5g/L的原油，其中90%左右为分散油(10—100μm)和浮上油(大于100μm)，约有10%乳化油(1×10—10μm)。溶解物质主要包括溶解盐类(1×10-3μm以下，如Ca2+、Mg2+、Cl-)和溶解气体(3×10-4—5×10μm如溶解氧、硫化氢)。由于各油田地质条件、原油特性、集输及分离条件等的差异，各地油田采出水的水质不尽相同，但有共性，一般具有以下特点：成分复杂、矿化度高、水温较高、具有放射性。油田采出水对于分离器内壁下部的腐蚀主

3、要表现为电化学腐蚀。一是由于油品储存、输转期间所携带的水分及由气相水蒸气的凝结水下沉的水分都沉积在罐底部。这部分含油污水的矿化度很高，含Cl-高或含有大量的硫酸盐还原菌，当溶有H2S、CO2等有害物质时，使得罐底部的腐蚀性更强。二是分离器内的温度较高，以及其他部件与罐体焊接时形成的电偶因素都将加剧他的腐蚀。三是罐壁下部油、水界面上浓差所造成的腐蚀。二、防腐必要性及采用涂料与阴极保护联合防护的科学性由于分离器是原油处理“四脱一注”过程中不可或缺的设备，所以为了延长分离器的使用寿命，降低运行成本以及减少运行过程中的跑冒滴漏现象和安全风险，非常有必要对其采取有效的防腐措施。对钢结构防

4、腐常用的方法就是涂料防腐，涂料防腐是用涂层将金属与介质隔开，起到保护金属的作用。但由于涂层本身有微孔，老化后又易出现龟裂、剥离等现象，再若施工质量不良，产生针孔，这样裸露的金属形成小阳极，涂层部分成为大阴极而产生局部腐蚀电池，进而漆膜破坏得更快。因此，采用单独的涂料保护，得不到满意的效果。若采用涂料与阴极保护联合防护，则裸露的金属获得了集中的电流保护，弥补了涂层的缺陷，是埋地或导电介质中的钢结构最为经济有效地办法。阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。美国腐蚀工业协会（NACE）对阴极保护的定义是：通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。

5、采用阴极保护技术延缓钢铁构筑物的腐蚀主要有两种方法：牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属或合金，如铝、锌或镁等。阳极材料不断消耗，释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化，从而实现保护。外加电流阴极保护是通过外加直流电流向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化。阴极保护是一种控制钢制储罐和管道腐蚀的有效办法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。根据美国一家阴极保护工程公司提供的资料，从经济上考虑，阴极保护与涂层防腐相结合的保护方法是钢制储罐防腐蚀的最经济的手段之一。自1824年阴极保护技术发

6、现以来，阴极保护技术已广泛应用于石油石化等各行各业各个领域的钢铁构筑物的腐蚀保护。三、阴极保护技术简介1、牺牲阳极阴极保护对罐内的牺牲阳极，一般选用铝合金牺牲阳极，但牺牲阳极消耗快，保护年限较短，一般不到半年即消耗完。尤其是分离器内壁温度较高，内壁沉积水的成分复杂，水质有可能呈酸性或碱性，而铝是两性金属，不但能溶于酸，还能溶于碱，所以不管水质是酸性还是碱性都有可能加速铝阳极的消耗。另一方面，牺牲阳极保护不存在死角。2、外加电流阴极保护（1）辅助阳极水中外加电流阴极保护系统的阳极可以选用铂金阳极或混合金属氧化物阳极，在分离器内壁，铂金阳极的性能比混合金属氧化物阳极的性能要优异，但

7、铂金阳极比较昂贵，造价较高，所以一般选用混合金属氧化物阳极。阳极数量根据内壁保护面积的大小和腔室的个数来选定。（2）参比电极参比电极一般选用高纯锌参比电极，但因分离器内温度和工矿条件波动不定，所以用参比电极控制获得一个比较恒定的电流参数后，后期系统采用恒电流控制方式。（3）恒电位仪每个系统（一台分离器为一个系统）由一台恒电位仪（或整流器）供电，恒电位仪可采用恒电位或恒电流的控制方式对分离器供电，所需电流根据参比电极的保护电位来确定。3、外加电流阴极保护系统的优点外加电流法能提供所需的足够的保