雷富海　蔡會林　路秋銘　許凱　李衛(wèi)兵　姜軍

摘要：天然氣作為一種清潔能源可以應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，近年來的需求量也逐漸增加，對于天然氣的開采需求也不斷的加大。天然氣從地層開采出來，需要通過各類設(shè)備的處理，才能輸送到下游進(jìn)行應(yīng)用。在處理和集輸過程，天然氣對于管線及設(shè)備的腐蝕行為不容忽視，通過分析采氣廠天然氣對相關(guān)管線設(shè)備的腐蝕情況，優(yōu)選出效果較好的緩蝕劑，對腐蝕防護(hù)方面有著重要的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：輸氣管道；腐蝕性；腐蝕防護(hù)；緩蝕劑

中圖分類號：TQ016文獻(xiàn)識別碼：A

隨著氣田開發(fā)的深入，對氣田儲運集輸提出了更高的要求，管線設(shè)備因腐蝕損壞造成的穿孔、破裂產(chǎn)生的泄漏事故時有發(fā)生，因此，對設(shè)備和管線的安全生產(chǎn)受到了極大的重視[1]。如何準(zhǔn)確良好的分析在役管線的安全運行，并依據(jù)此提出合理的防護(hù)和修復(fù)措施，制定完善的管理制度，保障氣田的安全生產(chǎn)，成為了目前油氣田生產(chǎn)企業(yè)的重點工作內(nèi)容。

長慶油田第一采氣廠位于陜西靖邊縣，1997年9月投入開發(fā)，目前已建成了大量的集氣站，其中配氣站、加熱爐、分離器、脫水撬、凈化廠、集輸管線、采氣管線等眾多，形成了大量的管線系統(tǒng)。近年來發(fā)現(xiàn)不論是在役管線還是各類處理設(shè)備，都會由于所采出的天然氣內(nèi)含有的CO2和H2S等酸性腐蝕氣體而產(chǎn)生一定的腐蝕情況。另外部分氣井帶水生產(chǎn)，產(chǎn)出的地層水具有較高的礦化度，部分井出砂等，對管線內(nèi)壁會產(chǎn)生一定程度的影響[2]。就目前的采集系統(tǒng)運行結(jié)果表明，在役設(shè)備管線存在一定程度的腐蝕現(xiàn)象，為保障生產(chǎn)安全，每年都會按照公司制度對腐蝕情況進(jìn)行分析和控制，并依托各類專業(yè)單位對采集系統(tǒng)進(jìn)行檢測和維護(hù)。

1 集氣站設(shè)備腐蝕行為分析

集氣站主要工藝過程為將各單井產(chǎn)出的天然氣進(jìn)行匯集，然后進(jìn)行初次的處理，包括加熱、脫水、凈化等，設(shè)備和管線交匯密集。

金屬材料的腐蝕行為一般分為全面腐蝕和局部腐蝕，同時金屬在腐蝕過程中會產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，即由于化學(xué)反應(yīng)作用，在金屬表明形成一層鈍化后的薄膜，此薄膜形成一種新的形態(tài)，能使得金屬表面與腐蝕流體分隔開，起到了阻礙腐蝕擴(kuò)大的作用。另外，在金屬表明由于吸附作用，出現(xiàn)一層氣態(tài)薄膜，也能阻止腐蝕的進(jìn)一步發(fā)生。

考慮到實際腐蝕過程的復(fù)雜性，在分析過程假設(shè)為理想條件，即腐蝕的產(chǎn)生具有均勻性和忽略特殊腐蝕發(fā)生的偶然性。因此，可以將腐蝕的發(fā)生描述為三個階段，為發(fā)生腐蝕階段、產(chǎn)生腐蝕鈍化階段和鈍化積累到一定程度的階段。

同時經(jīng)過分析研究表明：

（1）彎管的腐蝕速率要大于直管，主要原因可能為流體對彎管具有更前發(fā)沖刷和磨損作用，使得彎管較支管更容易產(chǎn)生腐蝕。

（2）理想條件下，直管和彎管在1～2年內(nèi)腐蝕規(guī)律呈現(xiàn)線性相關(guān)規(guī)律，在2～6年時出現(xiàn)差異，最終在8年左右腐蝕情況趨于一致。

2 凈化廠腐蝕行為分析

天然氣在供給下游用戶時，需要進(jìn)行凈化處理，凈化廠就起著這個重要角色，其中脫硫塔和再生塔為兩個重要的設(shè)備工藝，設(shè)備之間的管線較為密集，因此兩個設(shè)備及附屬管線腐蝕情況不容忽視。

2.1 脫硫塔腐蝕行為

天然氣在供給下游用戶時，需要進(jìn)行凈化處理，凈化廠就起著這個角色，其中脫硫塔和再生塔為兩個重要的設(shè)備工藝，設(shè)備之間的管線較為密集上圖。通過以往的統(tǒng)計分析表明，一凈化脫硫塔腐蝕情況較為輕微，二凈、三凈各塔腐蝕較為嚴(yán)重，其中腐蝕最嚴(yán)重的部位都出現(xiàn)在塔底，造成這類共性的原因可能為塔底流體所含腐蝕流體濃度較高[3]。

2.2 再生塔腐蝕行為

再生塔作為一種填料塔，用于對吸收了大量酸氣的MDEA溶液進(jìn)行再生處理，進(jìn)而返回系統(tǒng)重新使用。因此，在整個系統(tǒng)運行過程，再生塔會產(chǎn)生不同程度的腐蝕情況。

通過對以往的腐蝕情況分析表明，整體腐蝕情況為中等，其中相對而言三凈再生塔腐蝕情況較為嚴(yán)重，腐蝕嚴(yán)重部位以塔底和塔頂分布較多。腐蝕原因分析認(rèn)為主要由H2S和CO2等酸性氣體影響，酸不溶物含量較高。

3 緩蝕劑應(yīng)用分析

采氣廠設(shè)備及管線材質(zhì)多為N80鋼，因此，在緩蝕劑的分析應(yīng)用上，以N80鋼材為介質(zhì)展開討論。

3.1 緩蝕劑類型

按照緩蝕劑化學(xué)組分，將緩蝕劑區(qū)分為：有機(jī)緩蝕劑，例如苯并三唑等；聚合物緩蝕劑，例如膦?；人峁簿畚锏?；無極緩蝕劑，硅酸鹽等。

3.2 緩蝕劑效果分析

優(yōu)選有機(jī)胺咪唑琳類緩蝕劑進(jìn)行實驗分析表明：

（1）緩蝕效果隨著緩蝕劑添加的濃度增大而更好，反應(yīng)出緩蝕劑對N80鋼材起到了一定的作用。同時在緩蝕劑濃度添加至4%時，延緩腐蝕效果的增幅情況減弱。

（2）根據(jù)吸附等溫方程計算可得，吸附模型具有良好的線性關(guān)系，因此，優(yōu)選的有機(jī)緩蝕劑在N80鋼材表明形成單分子層。

（3）緩蝕劑在N80鋼材表面的吸附過程符合等溫吸附方程，為物理吸附放熱過程。

4 結(jié)語

對采氣廠集氣站和凈化廠設(shè)備及管線腐蝕行為進(jìn)行了分析探討，明確了腐蝕發(fā)生的情況，為今后腐蝕防護(hù)的重要部位提供參考。分析了緩蝕劑的實驗效果，為后續(xù)腐蝕防護(hù)措施提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李群，倪金波，王丹，等.輸油站內(nèi)管線腐蝕穿孔的控制[J].油氣田地面工程，2012，31（10）：5859.

[2]尹志鵬，單華，王海男，等.氣田集氣站管線刺漏原因分析及改進(jìn)方法[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2015，（6）：3133.

[3]劉明，王毅.高含硫氣田集輸管線腐蝕因素分析[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2011，（4）：4345，54.

作者簡介：雷富海，男，2004年畢業(yè)于長慶石油學(xué)校，同年進(jìn)入長慶油田第一采氣廠工作，目前從事油氣田開發(fā)工作。