油氣分離器的腐蝕與保護措施分析

肖華 王自龍 于亞軍

摘 要：油氣分離器現用的細玻璃棉或巖棉板的保溫材料，含有無機成分的缺陷。如果保溫材料采用聚氨酯 、聚乙烯泡沫，可有效增加保溫材料的抗腐蝕能力。而玻璃鋼鱗片具備韌性好、硬度高、抗老化、不易破碎等諸多特點。現行的油氣分離器存在金屬表面易腐蝕的問題，若想有效防止空氣中的水分進入分離器涂層與金屬表面結合，達到防腐涂料與金屬表面高強度粘合的效果，可以考慮在其設計階段選用環氧玻璃鋼涂料或是環氧玻璃鋼鱗片涂料。使用聚氨酯 、聚乙烯泡沫材料以及玻璃鱗片，能使油氣分離器外壁保護層、保溫層材料減緩金屬外表的腐蝕速度，可以提高設備使用壽命。

關鍵詞：油氣分離器；腐蝕；保護

一、油氣分離器

油氣分離器，是把油井生產出的原油與天然氣分離開來的一種裝置。油氣分離器將井液中的游離氣體與井液進行分離，分離器置于潛油離心泵和保護器之間，分離出來的液體送給潛油離心泵，氣體則釋放到油管和套管環形空間。有時，分離器也用于分離、緩沖、計量油氣水和泥沙等物體，油氣分離器從外形分，有立式、臥式、球形三種形式。

在油氣分離器中，決定空壓機壓縮空氣品質的主要部件是油氣分離元件。高質量的油氣分離元件濾芯壽命可達數千小時，大大提高了壓縮機的工作效率。壓縮空氣夾可以從壓縮機頭壓縮出或大或小的油滴，通過油氣分離罐，大油滴易分離，小油滴（直徑1um以下懸浮油微粒）會通過油氣分離濾芯的微米及玻纖濾料層過濾。油微粒經過濾材的擴散作用，直接被濾材攔截以及慣性碰撞凝聚等機理，使壓縮空氣中的懸浮油微粒很快凝聚成大油滴，在重力作用下油集聚在油分芯底部，通過底部凹處回油管進口返回機頭潤滑油系統，從而使壓縮機排出更加純凈無油的壓縮空氣。壓縮空氣中的固體粒子經過油分芯時滯留在過濾層中，這就導致了油分芯壓差（阻力）不斷增加。隨著油分芯使用時間增長，當油分芯壓差達到0.08到0.1Mpa時，濾芯必須更換，否則增加壓縮機運行成本（耗電）。

二、油氣分離器腐蝕的原理

（一）金屬腐蝕及點蝕

點蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點蝕大小不一，通常情況下，點蝕的深度要比其直徑大的多。金屬材料中會存在缺陷、雜質和溶質等不均一性，金屬材料介質中的活性陰離子會被吸附在金屬表面上，使金屬表面鈍化膜發生破壞后，金屬表面就會發生腐蝕，并往深處發展，金屬表面很快就被腐蝕成小孔，這種現象被稱為點蝕，點蝕經常發生在表面有鈍化膜或保護膜的金屬上。

點蝕陽極面積很小，這就加重了腐蝕的速度，嚴重時可造成設備穿孔，造成大量的油、水、氣泄漏，有時甚至造成火災、爆炸等嚴重事故，危險性很大。在石油、化工的腐蝕失效類型統計中，點蝕約占20%～25%。

（二）油氣分離器的腐蝕

眾所周知，礦物質里面含有大量無機鹽等無機成分，無機成分在與大氣接觸時會吸收大氣中的水分，部分無機成份通過化學反應而形成電解液，這就會使金屬表面產生腐蝕現象。而現行的分離器保溫材料多由礦物質煅燒加工合成，例如巖棉板或者是超細玻璃棉等材料。即使是經過處理后制成的保溫材料，也會含有氯化物、氟化物 、硫化物等無機成分。油氣分離器在使用過程中，會在油氣分離器表面累計一定的沉積物，例如碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣、硫化鋇及垢污泥等。這些沉積物就會使得油氣分離器的金屬表面受到腐蝕，產生銹垢。我們上面有說到，油氣分離器的保溫材料會使油氣分離器的金屬表面存在電解溶液，因而其表面會存在較大的導電率。這也就是油氣分離器會產生腐蝕的一個重要因素，金屬表面的電解質與金屬表面的沉積物沒有融化的反應，也就不能在油氣分離器的表面形成一層防腐蝕的保護層。而當分離器原有保護層受到破壞后，金屬表面就極易形成電解液，金屬表面在電化學的腐蝕下，會形成穿孔、點蝕等現象 。

三、油氣分離器的保護措施

分離器外壁的腐蝕，主要是因為分離器保溫材料中含有較多無機成分，與空氣中的大氣接觸時，其水分和金屬分解成電解質而產生的。保護層選用的石棉板 、細玻璃棉等材料，都具備較強的吸水性。為了避免油氣分離器腐蝕現象的嚴重程度，我們要從根源上去解決這個問題，首先在選用保溫材料時，就要注意選用少含無機成分的材質，在根源上有效遏制了油氣分離器的腐蝕，例如環氧玻璃鋼。

環氧玻璃鋼含有脂烴基、醚基以及環氧基等成分，吸水性弱且粘合能力強，是純有機成分組成。環氧樹脂中具有多種極性集團成分，就如環氧樹脂中的環氧基可以與玻璃纖維表面生成化學鍵，能使玻璃纖維有良好的清潤性和粘結力。另外，苯環和醚鍵、脂肪烴基等物質有耐烯酸、耐稀堿腐蝕的特點。而被固化后的環氧樹脂中則存在苯環和醚鍵、脂肪烴基等物質。所以使用環氧玻璃鋼可以提高了油氣分離器的抗腐蝕能力。環氧玻璃鋼鱗片存在于環氧玻璃鋼的環氧樹脂層中，對介質的滲入構成很多的屏障，在一定程度上有效的阻止了介質的擴散滲入。就不會出現油氣分離器表面金屬因各類化學反應而產生電解質的現象。使用環氧玻璃鋼，無論是在油氣分離器的涂層還是用于油氣分離器的底漆，都能較之于傳統的保溫材料具備更大的抗腐蝕能力，使油氣分離器的表面沉積物不能在金屬表面形成腐蝕條件，達到預防腐蝕的效果。使用環氧玻璃鋼鱗片進行涂層，還能增加涂層的透氣性，增加了涂層與金屬表面的粘結力，在一定程度上消除了原有的漆膜剝離和鼓泡現象。油氣分離器的保溫材料選用環氧玻璃鋼，能更好的保護分離器的外壁及其金屬表面，環氧玻璃鋼是油氣分離器保溫材質的良好選擇。

四、結語

油氣分離器現用的細玻璃棉或巖棉板的保溫材料，含有無機成分的缺陷。如果保溫材料采用聚氨酯 、聚乙烯泡沫，可有效增加保溫材料的抗腐蝕能力。而玻璃鋼鱗片具備韌性好、硬度高、抗老化、不易破碎等諸多特點。現行的油氣分離器存在金屬表面易腐蝕的問題，若想有效防止空氣中的水分進入分離器涂層與金屬表面結合，達到防腐涂料與金屬表面高強度粘合的效果，可以考慮在其設計階段選用環氧玻璃鋼涂料或是環氧玻璃鋼鱗片涂料。使用聚氨酯 、聚乙烯泡沫材料以及玻璃鱗片，能使油氣分離器外壁保護層、保溫層材料減緩金屬外表的腐蝕速度，可以提高設備使用壽命。

參考文獻：

[1]張志高.油氣分離器的腐蝕和保護[J].科學視界，2013.11：151.

[2]張冠林，張立軍等.電潛泵機組油氣分離器的腐蝕研究[J].石油機械，2014，42（4）：94-96.