摘要：在目前工業(yè)儀器儀表類型的基礎(chǔ)上，對(duì)海上油田儀表設(shè)備的腐蝕特點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)了儀器儀表在海上油田油氣處理中應(yīng)考慮的防腐因素和選用原則，并根據(jù)實(shí)際情況提出適合的防腐措施和建議。

關(guān)鍵詞：儀器儀表；防腐蝕；海上油田

引言

海上油田生產(chǎn)的一個(gè)重要特點(diǎn)是，海上平臺(tái)生產(chǎn)裝置集成度高，自動(dòng)化水平高，生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)裝置的安全操作，平穩(wěn)且高效率的運(yùn)行，都是以相關(guān)的儀器儀表正常運(yùn)行為基本條件和重要保證。儀表的腐蝕主要指對(duì)于構(gòu)成工業(yè)儀表零部件的金屬或非金屬材料，由于物理作用、機(jī)械作用、化學(xué)或電化學(xué)作用引起的侵蝕。海上油田儀表設(shè)備的主要腐蝕類型是電化學(xué)腐蝕及物理、機(jī)械作用造成的對(duì)儀表材料的侵蝕。

1.海上油田儀表設(shè)備腐蝕的類型

1.1電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕是儀表在腐蝕環(huán)境中最主要的失效原因，是指金屬材料與介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕，其特點(diǎn)是腐蝕過程中伴隨有電流產(chǎn)生，金屬的腐蝕大多由電化學(xué)腐蝕所致。

1.2化學(xué)腐蝕：指儀表材料與干燥高溫氣體或非電解質(zhì)溶液（苯、乙醇等）發(fā)生化學(xué)作用所引起的腐蝕。比較典型的如：儀表材料在生產(chǎn)裂解裝置和再沸器或沸騰爐中的腐蝕。

1.3由于物理、機(jī)械作用造成對(duì)儀表材料的侵蝕。如：在原油處理過程中，高壓閥芯受到汽蝕而產(chǎn)生的破壞。

1.4儀表用非金屬材料（如塑料）受大氣或介質(zhì)作用引起的溶解、溶脹。

2.關(guān)于海上油田常見工藝環(huán)境下儀器儀表的選用

就金屬材料而言，常見的腐蝕形態(tài)有均勻腐蝕、晶間腐蝕、小孔腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂、氫脆、腐蝕疲勞、電偶腐蝕、磨損腐蝕等。因此，根據(jù)腐蝕環(huán)境的腐蝕性質(zhì)來選用耐蝕金屬材料，是保證儀表具有所期望的使用壽命的關(guān)鍵。

2.1根據(jù)儀表元件的功能作用和制造工藝要求，選擇具有相應(yīng)物理、機(jī)械和工藝性能的材料。

例如：制作彈性敏感元件時(shí)，要選用具有高彈性模量及彈性極限的材料，制作閥芯、閥座時(shí)要選用高硬度、高耐磨性，并能耐一定程度沖擊的韌性材料，制作焊接部件時(shí)，要選用晶間腐蝕傾向小，并具有良好焊接性能的材料。

2.2根據(jù)腐蝕環(huán)境選擇耐蝕材料

對(duì)于材料耐蝕性能的評(píng)價(jià)，必須指明其所處的腐蝕環(huán)境。腐蝕學(xué)中把包含有腐蝕性物質(zhì)的環(huán)境稱為腐蝕環(huán)境。實(shí)際的腐蝕環(huán)境是非常復(fù)雜的，往往包含著多種腐蝕性能各異的物質(zhì)，并且環(huán)境的溫度、壓力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等千差萬別，因此其腐蝕性能有著極大的差別。同一種材料，在不同的腐蝕環(huán)境中，會(huì)表現(xiàn)出截然不同的耐蝕性能來。例如在弱腐蝕性環(huán)境中能耐蝕的材料，一遇到強(qiáng)腐蝕環(huán)境，可能很快就會(huì)被腐蝕損壞，在氧化性腐蝕環(huán)境中能耐蝕的材料，用于還原性腐蝕環(huán)境中時(shí)，卻往往有完全不能適應(yīng)的情況，某些耐均勻腐蝕性能很好的材料，用于易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的腐蝕環(huán)境中時(shí).很可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕損壞事故。

對(duì)于與腐蝕介質(zhì)直接接觸的儀表而言，根本性的措施是正確的選用耐蝕儀表材料，主要應(yīng)考慮材料的性能、儀表工作環(huán)境的腐蝕性質(zhì)，材料成本及要求使用的年限等因素。在典型介質(zhì)腐蝕環(huán)境下的儀表材料的選用可參考相關(guān)的工業(yè)儀表手冊(cè)，但應(yīng)根據(jù)溫度壓力等條件的不同而加以分析，這樣才能有效的防止儀表失效。

3.海上油田儀器儀表的一般防腐措施和推薦做法

在特定的工況下，儀表材料的正確選取是儀表防腐蝕最重要的手段，但有時(shí)也可采用使儀表與腐蝕介質(zhì)隔離的方式，尤其是需要考慮儀表材料的成本時(shí)，可考慮此法。

3.1海上油田儀器儀表的一般防腐措施

應(yīng)用隔離液：采用隔離液是防止腐蝕介質(zhì)和儀表直接接觸的有效辦法。這個(gè)辦法，當(dāng)無法選擇合適的耐腐蝕儀表時(shí)，在壓力、流量、液面測(cè)量中可以采用。采用隔離液的目的是將被測(cè)的腐蝕性介質(zhì)與儀表測(cè)量部分分隔開來，因此，隔離液必須既不能與被測(cè)介質(zhì)互溶或起化學(xué)作用，也不能對(duì)儀表測(cè)量部件有腐蝕性。隔離通常用隔離膜片或隔離液將被測(cè)介質(zhì)與儀表傳感部件或測(cè)量管線隔離，達(dá)到防腐作用。膜片隔離常用在膜片壓力表也稱隔膜壓力表上。隔離液隔離常用于流量、壓力、液位測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量管線上，采用管內(nèi)隔離和容器隔離兩種形式。

吹氣：采用吹氣法就是用吹入的空氣（或氮?dú)?、惰性氣體等）來隔離介質(zhì)對(duì)儀表測(cè)量部件的腐蝕作用。顯然，空氣與被腐蝕介質(zhì)應(yīng)該不能互相作用。吹氣法一般用在低壓的液位、流量或壓力測(cè)量系統(tǒng)之中。在液位，流量測(cè)量系統(tǒng)中，為了隔離介質(zhì)對(duì)儀表測(cè)量部分的腐蝕作用和堵塞作用，還常常采用吹液法。

應(yīng)用保護(hù)管：保護(hù)管常用于測(cè)量溫度的一次元件中。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)會(huì)腐蝕熱電偶、熱電阻或其他溫度計(jì)的套管時(shí)，可以在其外裝一保護(hù)管。保護(hù)管的材料應(yīng)適當(dāng)選擇，以便抵抗腐蝕介質(zhì)的侵蝕。常用的由金屬，合金，非金屬做成。其長(zhǎng)度按一次元件的插入深度而定，而形狀、壁厚則與工作壓力有關(guān)。

應(yīng)用保護(hù)膜：在零件或部件表面上制成保護(hù)層，是機(jī)械工業(yè)和化學(xué)工業(yè)中十分普遍的防腐蝕方法，這種方法對(duì)儀表設(shè)備的防腐蝕有相當(dāng)好的效果。按照保護(hù)層的材料和制成原理的不同，可分為如下幾種：金屬保護(hù)層如電鍍，非金屬保護(hù)層如油漆，電鍍是使用最方便、應(yīng)用最廣泛的一種金屬保護(hù)層方法，它有良好的防腐蝕性能。

3.2使用帶隔離裝置的儀表

海上油田產(chǎn)出的油氣，介質(zhì)粘度較大且多為腐蝕性介質(zhì)，因此在測(cè)量其壓力或使用差壓式流量計(jì)測(cè)量其流量時(shí)，除可選用耐腐蝕的材料制造檢測(cè)儀表外，還可使用隔離裝置保護(hù)檢測(cè)儀表和部份連接管道（導(dǎo)壓管）以免受腐蝕性介質(zhì)的腐蝕或粘黏有害物質(zhì)。這種隔離裝置就是在檢測(cè)儀表與被測(cè)介質(zhì)之間安裝一個(gè)隔離器，如隔膜式壓力表的隔膜，其將儀表的檢測(cè)元件與被測(cè)介質(zhì)隔絕開來。

4.總結(jié)

隨著我國對(duì)能源的需求與日俱增，海上油田的規(guī)模將越來越大，其工藝設(shè)備自動(dòng)化水平也將提高，儀器儀表將大量應(yīng)用在海上生產(chǎn)設(shè)施中，因此相關(guān)儀表設(shè)備的防腐要求是儀表設(shè)備選型中必須考慮的問題。海上儀器儀表的腐蝕成因主要是由物理作用、機(jī)械作用、電化學(xué)作用引起的侵蝕，可通過結(jié)合工藝條件，選擇合適材質(zhì)的儀表或采取一定的措施，如選擇合理的檢測(cè)手段，來滿足儀表的防腐蝕要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸德民主編.石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(cè).第三版.化工出版社，2000

[2]中國海洋石油公司.海洋石油工程設(shè)計(jì)指南.石油工業(yè)出版社，2007

作者簡(jiǎn)介：王煜（1983—），從事海洋石油鉆采設(shè)施儀表控制方面的設(shè)計(jì)工作，工程師。