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设备保温下腐蚀机理探讨及防控措施

文档作者：杨琴李增增文档来源：中石油长庆油田分公司第一采气厂作业六区		点击数：	更新时间： 2021年11月02日
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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
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。
1．1．2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，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)2 Fe(OH)2+02+H20_+Fe(0H)3
3．3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
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
体式保温结构外层可包裹玻璃丝布，以达到保护和防腐保温的
效果。
5结语
外层包裹不锈钢铁皮的保温结构由于结构特性易引起管
壁发生吸氧腐蚀。为减小外层包裹不锈钢铁皮的保温结构对
设备的腐蚀，建议定期对选用这种保温结构的设备(如加热炉)
进行检查、防腐处理。
作者简介：杨琴(1986一)女，汉，湖北荆门人，助理工程师，主要
从事天然气开发工作。
2016年4月化；蓄挥223

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