潘 旭，代 平，劉 廷，周永亮

中國(guó)石油天然氣股份有限公司塔里木油田分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000

油氣處理過程中，在高溫高壓、原料氣含有Cl-、CO2等腐蝕介質(zhì)的腐蝕環(huán)境，需要對(duì)所用的壓力容器采取相應(yīng)的防腐措施。內(nèi)襯316L復(fù)合板壓力容器由于其較優(yōu)異的抗腐蝕性能與性價(jià)比而在油氣處理裝置中廣泛應(yīng)用。但是，復(fù)合板壓力容器在使用過程中出現(xiàn)了大量的內(nèi)襯針孔點(diǎn)蝕問題。針孔點(diǎn)蝕若不及時(shí)進(jìn)行處理，則很容易貫穿內(nèi)襯層（3 mm厚），復(fù)合板壓力容器基層將直接面臨更為嚴(yán)重的腐蝕，嚴(yán)重影響容器的本質(zhì)安全。對(duì)點(diǎn)蝕的分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并提出相關(guān)建議，對(duì)內(nèi)襯316L復(fù)合板壓力容器的運(yùn)行維護(hù)、后期改進(jìn)與推廣應(yīng)用具有重要意義。

1 內(nèi)襯316L復(fù)合板

某天然氣處理廠壓力容器所用復(fù)合板均由爆炸復(fù)合工藝制造。復(fù)合板爆炸復(fù)合的基本過程是將經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算的一定量炸藥放置在復(fù)材上方，由電雷管在一端將炸藥引爆，炸藥由引爆點(diǎn)依次向另一端爆炸，爆炸產(chǎn)生的沖擊力瞬間將復(fù)材撞擊在基材上，實(shí)現(xiàn)復(fù)合，如圖1所示。爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓對(duì)316L抗腐蝕性能具有一定的破壞作用，因此，在復(fù)材與基材復(fù)合完成后，后續(xù)需要有對(duì)復(fù)材的缺陷進(jìn)行焊補(bǔ)、熱處理、抗腐蝕性能測(cè)試、檢測(cè)等工序。復(fù)合板制造完成后，再由焊接，拼接等工序制造復(fù)合板壓力容器。

2 某處理廠內(nèi)襯316L復(fù)合板壓力容器運(yùn)行工況

2.1 工藝流程

某處理廠設(shè)有兩套脫水脫烴裝置，均采用J-T閥節(jié)流+乙二醇防凍制冷工藝。單井來氣（溫度、壓力為65℃、11.5 MPa）進(jìn)入集氣匯管，再進(jìn)入生產(chǎn)分離器進(jìn)行氣液分離（分離出的液相主要為含有Cl-的地層水），生產(chǎn)分離器出來的氣相經(jīng)過空冷器降溫處理后，進(jìn)入前冷器進(jìn)一步降溫至25℃，再進(jìn)入原料氣分離器進(jìn)行氣液分離（理論上主要為凝析水），原料氣分離器出來的氣相進(jìn)入后冷器再次與干氣換熱降溫至-5℃后，經(jīng)過J-T閥節(jié)流降壓、降溫至6.5 MPa、-15℃，進(jìn)入低溫分離器進(jìn)行氣液分離，低溫分離器出來的干氣進(jìn)入預(yù)冷器換熱后外輸。工藝流程見圖2。

圖1 爆炸復(fù)合示意

圖2 某處理廠脫水脫烴工藝流程

2.2 運(yùn)行工況

該內(nèi)襯316L復(fù)合板壓力容器運(yùn)行參數(shù)見表1。

表1 內(nèi)襯316L復(fù)合板壓力容器運(yùn)行參數(shù)

3 復(fù)合板壓力容器內(nèi)襯點(diǎn)蝕分布

2017年裝置檢修發(fā)現(xiàn)該處理廠大部分內(nèi)襯316L復(fù)合板壓力容器出現(xiàn)了點(diǎn)蝕問題，對(duì)內(nèi)襯點(diǎn)蝕分布情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，見表2。

表2 2017年某處理廠復(fù)合板壓力容器內(nèi)襯點(diǎn)蝕數(shù)量統(tǒng)計(jì)

由表2可見：第一套裝置點(diǎn)蝕情況較第二套嚴(yán)重，第一套裝置點(diǎn)蝕總數(shù)大約是第二套裝置的6.2倍。究其原因，含地層水及Cl-較多（見表3）的聯(lián)絡(luò)線來氣更容易進(jìn)入到第一套裝置，而含地層水較少的東西干線來氣主要進(jìn)入第二套裝置。

表32017 年某處理廠生產(chǎn)分離器中液相Cl-質(zhì)量濃度/（mg·L-1）

由表3可見，第一套生產(chǎn)分離器中液相Cl-含量遠(yuǎn)高于第二套生產(chǎn)分離器，因此，第一套裝置點(diǎn)蝕情況較第二套裝置嚴(yán)重。

第一套裝置復(fù)合板壓力容器內(nèi)襯均出現(xiàn)了大面積點(diǎn)蝕，點(diǎn)蝕為針孔狀，深度在1 mm以內(nèi)。

一般來說，Cl-運(yùn)行的腐蝕敏感區(qū)溫度為60～90℃，生產(chǎn)分離器在此溫度區(qū)間產(chǎn)生了較多的點(diǎn)蝕也就不足為奇，但是運(yùn)行溫度較低（5～25℃）的后冷器也出現(xiàn)了大量點(diǎn)蝕。

原因如下：

其一，復(fù)合板爆炸復(fù)合工藝過程降低了316L內(nèi)襯層抗氯離子腐蝕性能。一方面，該區(qū)塊單井出地層水井較多，Cl-含量高，但是自2013年運(yùn)行以來316L純材管道未發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕。另一方面，后冷器A、B、C的點(diǎn)蝕數(shù)量并沒有隨著運(yùn)行溫度的降低而降低，不符合316L在溫度較低時(shí)可以抗Cl-腐蝕的特性。綜合兩方面的因素，可以判斷，復(fù)合板的爆炸復(fù)合工藝過程降低了316L抗腐蝕性能，導(dǎo)致其在使用過程中出現(xiàn)了大量點(diǎn)蝕問題。

其二，生產(chǎn)分離器、原料氣分離器不能將地層水有效分離，部分地層氣田水隨氣進(jìn)入后續(xù)流程，導(dǎo)致運(yùn)行溫度低的前、后冷器出現(xiàn)大量點(diǎn)蝕。

如果生產(chǎn)分離器、原料氣分離器分離效率高，則可實(shí)現(xiàn)分離大部分的地層水，理論上進(jìn)入后續(xù)前冷器、后冷器的水主要為凝析水，凝析水不含有腐蝕性的Cl-，對(duì)316L內(nèi)襯的腐蝕性較低。生產(chǎn)分離器、原料氣分離器的分離效率不能將地層水有效分離，Cl-含量較高的地層水進(jìn)入到后續(xù)流程，引起前冷器、后冷器內(nèi)襯出現(xiàn)大量點(diǎn)蝕。

4 處理措施

（1）對(duì)發(fā)現(xiàn)的點(diǎn)蝕，深度在0.5 mm以內(nèi)的進(jìn)行打磨處理，避免腐蝕介質(zhì)在點(diǎn)蝕處聚集加深點(diǎn)蝕。

（2）深度在0.5 mm以上的點(diǎn)蝕，應(yīng)用309Mo焊條進(jìn)行點(diǎn)焊修復(fù)。

（3） 對(duì)316L內(nèi)襯進(jìn)行了雙氧水鈍化處理，提高內(nèi)襯表面鈍化膜的生成質(zhì)量。

5 結(jié)論與建議

（1）由于裝置布管的原因，含地層水及Cl-較多的原料氣更容易進(jìn)入到第一套裝置，因此第一套裝置的點(diǎn)蝕數(shù)量遠(yuǎn)多于第二套裝置。

（2）由于運(yùn)行溫度較高的生產(chǎn)分離器與運(yùn)行溫度較低的后冷器內(nèi)襯316 L覆層均出現(xiàn)了大面積點(diǎn)蝕；含Cl-較多的第一套裝置與含Cl-較少的第二套裝置均出現(xiàn)了較多的316 L覆層點(diǎn)蝕，說明在含地層水、Cl-的工況條件下，對(duì)于運(yùn)行溫度在60℃以上的壓力容器，均不適合采用爆炸復(fù)合316L材質(zhì)作為覆層的復(fù)合板壓力容器。

（3）建議后續(xù)相似工況的復(fù)合板壓力容器，采用內(nèi)襯2205或825材質(zhì)，降低內(nèi)襯點(diǎn)蝕的發(fā)生；制造廠需要進(jìn)一步優(yōu)化制造工藝，確保襯層抗腐蝕性能。由此避免點(diǎn)蝕穿孔的發(fā)生以及每年進(jìn)入容器進(jìn)行動(dòng)火修復(fù)作業(yè)，以提高容器本質(zhì)安全，降低現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）在該處理廠2018年檢修之前，從外壁對(duì)復(fù)合板壓力容器進(jìn)行定期檢測(cè)，掌握容器運(yùn)行狀態(tài)，防止點(diǎn)蝕穿透內(nèi)襯層在基材上形成體積性缺陷。2018年盡早安排檢修，盡早制訂檢修計(jì)劃，對(duì)所有復(fù)合板壓力容器內(nèi)襯進(jìn)行檢查，并對(duì)原料氣分離器內(nèi)構(gòu)件進(jìn)行拆除，對(duì)其上部?jī)?nèi)襯進(jìn)行內(nèi)檢。

（5）建議在確保操作安全的前提下，盡量降低生產(chǎn)分離器、原料氣分離器的運(yùn)行液面高度，提高分離器的分離效率，減少原料氣進(jìn)入下游前后冷器的攜水量，保護(hù)下游設(shè)備。

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