设备保温下腐蚀机理探讨及防控措施.pdf

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1、设备保温下腐蚀机理探讨及防控措施杨琴李增增(中石油长庆油田分公司第一采气厂作业六区，陕西榆林718500)摘要：南11站脱水橇重沸器、南35站分离器积液包等设备采用内侧包扎保温，外层包裹不锈钢铁皮的保温结构。由于受设备材质、设备运行工况及保温结构特性的影响，设备表面发生不同程度的腐蚀：为防治这种保温下腐蚀．从设备运行工况及保温结构特性角度出发对腐蚀机理进行探讨．并提出防控措施。关键词：保温结构；腐蚀作为天然气开发企业，由于重视防腐治理，设备的内防腐、输送管线的外防腐成果显著。然而，随着设备使用年限的增加，设备的保温下腐蚀问题日益突出。1设备运行工况简介1．1设备运行工况

2、1．1．1南11站脱水橇重沸器南11站脱水橇重沸器的运行工况其材质为SA一516—70N(美标)，其材质与国内SA516Gr70最为相近，主要元素含量是C、Mn、Si决定其性能。主要用于制作反应器、换热器、分离器、锅炉等设备及构件。其特性是满足高含量硫化氢的油气体的需要，降低硫化氢的腐蚀。按重沸器设计运行工艺要求，其运行温度在198-204％。2012年6月至2013年6月月平均运行温度，看出该重沸器长期未在设计工况下运行。这是因为该站集气量少，有时全站未开井，脱水橇长期低温运行或是处于卸醇停运状态，尤其是进入2013年以来，脱水橇长期停运，重沸器温度接近环境温度。1．

3、1．2南35站分离器积液包南35站分离器运行工况其材质为Q245R，材质及应用领域与SA516Gr70相近。其运行温度，在夏季时为20—30％，冬季时，缠绕在积液包上的电伴热带投运，其温度在5～100C间。1．2环境简介靖边县属于半干旱内陆性季风气候。春季多风沙，夏季多雨，冬季低湿、寒冷、降水稀少。年平均降水量395．4mm，年平均气温摄氏8℃。2保温结构特性保温材料的导热系数主要取决于材料内所含空气泡或空气层的大小及其分布状态，与保温材料的固体性质的关系小。水分的增加、温度的升高也会使导热系数增大。所选用的硅酸盐保温板内部含较多不流动的单独气泡和气层。南35站在拆卸硅

4、酸盐保温板时，发现硅酸盐保温板明显加重，甚至可以挤出水。这说明这种硅酸盐保温板的吸湿率较高，水分容易进入保温板中。2．1外层包裹不锈钢铁皮当降雨或是空气潮湿时，外界水分及空气通过不锈钢铁皮啮合处和不锈钢铆钉孔进入硅酸盐保温板中。由于这种硅酸盐保温板吸湿率较高，加上设备运行温度长期低于40℃，同时外层包裹有不锈钢铁皮，形成相对密闭的系统，造成水分和空气在硅酸盐保温板中储存，水分进入快，散发慢。2．2外层包裹玻璃丝布的保温结构当降雨或是空气潮湿时，外侧喷涂的银粉漆及包裹的油毛毡能防止部分水分的入侵；当设备运行温度上升，外界干燥时，水分能通过油毛毡扩散至外界空气中，水分进入快

5、，散发快。2．3可拆卸一体式保温结构当降雨或是空气潮湿时，外界水分及空气通过缝制的针眼进入保温层中，会破坏保温层的特性。由于该结构保温层较薄，在安装和拆卸时需轻缓操作，不能踩踏和带钩刺的物体接触，否则易刺破保温套。3腐蚀类型3．1腐蚀机理通过设备运行工况及保温结构分析得知，对于外层包裹不锈钢铁皮的保温结构，当外界水分进入保温层中，易形成高湿度的环境。3．1．1金属化学成分不均匀在这种中性的潮湿环境中，当管壁吸附有水膜，且氧气溶解其中时，由于管壁表面不均匀或含杂质，在管壁表面形成无数微电池，发生吸氧腐蚀。当保温层中水分含量高到能联通管壁与外层包裹的不锈钢铁皮时，在管壁及不

6、锈钢铁皮间形成回路，形成无数微电池，使管壁不断被腐蚀。3．1．2氧气浓度差由于重力的影响，保温层的下部含水率高于上部含水率，造成保温层上下部分氧气的充足程度不同而形成氧气浓度差。在这种氧浓差的环境下发生氧浓度差腐蚀，南35站分离器积液包底部腐蚀较上部腐蚀更明显就是这个道理。3．2腐蚀类型一吸氧腐蚀阳极：Fe_Fe“+2e阴极：02+2H20+4e_40H’在水中：Fe2+20H’—+Fe(0H)2Fe(OH)2+02+H20_+Fe(0H)33．3保温结构腐蚀特性差异通过以上分析得知，引起保温下腐蚀的主要影响因素是金属化学成分不均匀、水分的入侵及储存。由于外层包裹不锈钢

7、铁皮的保温结构水分进入快，散发慢，在管壁及不锈钢铁皮间存在金属差异；外层包裹玻璃丝布的保温结构水分进入快，散发快，管壁及不锈钢铁皮间无金属差异。所以外层包裹玻璃丝布的保温结构较外层包裹不锈钢铁皮的保温结构更不易发生腐蚀。4防控措施从腐蚀涂层角度出发可采取：(1)设备表面除锈处理后，进行电化学保护；(2)增加防腐涂层厚度，减少涂层针孔。从保温结构对设备腐蚀的影响角度出发可采取：(1)在包裹不锈钢铁皮时保证质量，以保证密封性；(2)采用其他保温结构，如外层包裹玻璃丝布结构；(3)将不同的保温结构综合利用，取长补短，如在可拆卸一体式保温结构外层