海洋石油機(jī)械防腐蝕技術(shù)分析

丁志佳

【摘 要】隨著我國(guó)資源勘測(cè)工作的不斷深入，能源問(wèn)題得到了緩解，但是在開(kāi)采資源儲(chǔ)量巨大的海洋石油資源時(shí)，由于石油開(kāi)采機(jī)械需要與水接觸，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備腐蝕問(wèn)題較為嚴(yán)重，為了保證石油開(kāi)采純度與石油開(kāi)采量，做好海洋石油機(jī)械防腐工作是非常有必要的，本文主要分析了海洋石油機(jī)械腐蝕原因，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了海洋石油機(jī)械防腐蝕技術(shù)，以期可以為我國(guó)海洋石油機(jī)械防腐技術(shù)的提升做出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】海洋石油；機(jī)械防腐蝕；開(kāi)采純度

若使用已經(jīng)腐蝕的機(jī)械開(kāi)采海洋石油，所開(kāi)采的石油純度則會(huì)出現(xiàn)降低的不良情況，因而在社會(huì)快速發(fā)展、人們對(duì)油氣資源需求量越來(lái)越大的背景下，通過(guò)降低海洋石油機(jī)械腐蝕概率來(lái)提升海洋石油開(kāi)采程度是非常重要的，基于此，在以節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本支出為石油開(kāi)采機(jī)械保護(hù)原則的同時(shí)，相關(guān)開(kāi)采企業(yè)就需要基于防腐技術(shù)應(yīng)用效果，合理選擇海洋石油機(jī)械防腐蝕技術(shù)。

1 海洋石油機(jī)械腐蝕原因

在開(kāi)采海洋石油過(guò)程中，由于原油中本身含有較多雜質(zhì)，且石油開(kāi)采含水量越來(lái)越高，因此，石油機(jī)械受到了多方面因素的影響而出現(xiàn)被腐蝕的不良情況，為了保證石油機(jī)械能夠得到高效、安全的使用，在選擇相應(yīng)海洋石油機(jī)械防腐蝕技術(shù)前，就要全面了解造成海洋石油機(jī)械發(fā)生腐蝕情況的原因。

1.1 氯化物造成的海洋石油機(jī)械腐蝕

氯化物是指石油原油中所包含大量水分中的鹽分，在開(kāi)采海洋石油過(guò)程中，由于海洋中本身氯化物占比較大，此時(shí)造成石油原油中存在氯化物成分，當(dāng)企業(yè)使用石油機(jī)械開(kāi)采石油過(guò)程中，就會(huì)受到原油中氯化物的影響而出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。

在使用石油機(jī)械開(kāi)采原油時(shí)，開(kāi)采企業(yè)通常所使用的機(jī)械設(shè)備會(huì)與原油中氯化物成分所接觸，當(dāng)二者發(fā)生表面接觸時(shí)，就會(huì)造成石油機(jī)械發(fā)生程度較為嚴(yán)重的腐蝕[1]。而一旦條件相對(duì)成熟，鹽水即我們所說(shuō)的氯化物就會(huì)分解成鹽酸等屬于酸性的物質(zhì)，此時(shí)石油機(jī)械在與氯化物接觸過(guò)程中就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所產(chǎn)生的鹽酸給海洋石油機(jī)械造成的腐蝕更為嚴(yán)重，在原油開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，還容易發(fā)生原油開(kāi)采事故，影響石油機(jī)械運(yùn)行安全性與有效性。

1.2 環(huán)烷酸造成的海洋石油機(jī)械腐蝕

目前，在海洋石油開(kāi)采過(guò)程中，所開(kāi)采的石油多以環(huán)烷酸為主，特別是在精制石油產(chǎn)品時(shí)，更容易產(chǎn)生環(huán)烷酸，它屬于一種有機(jī)酸，由于該種酸性物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相對(duì)較強(qiáng)，當(dāng)其與海洋石油開(kāi)采機(jī)械接觸時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致鐵材料所組成的石油機(jī)械受到嚴(yán)重腐蝕，其運(yùn)行質(zhì)量與安全性都會(huì)出現(xiàn)降低的不良情況。

在深入分析環(huán)烷酸后，我們可以發(fā)現(xiàn)該種酸性物質(zhì)幾乎不溶于水，而通常會(huì)溶于石油醚、乙醇、苯和烴類等物質(zhì)中，因此當(dāng)石油原油中含有環(huán)烷酸時(shí)，采用石油機(jī)械精制石油產(chǎn)品過(guò)程中就會(huì)與環(huán)烷酸發(fā)生反應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成石油機(jī)械中由鐵材料所組成的元件發(fā)生斷裂，此時(shí)石油機(jī)械安全質(zhì)量得不到有效提升。

1.3 硫化物造成的海洋石油機(jī)械腐蝕

基于對(duì)石油開(kāi)采工作的詳細(xì)分析，我們可以發(fā)現(xiàn)在開(kāi)采石油過(guò)程中所開(kāi)采的原油本身含有一定雜質(zhì)，硫化物則是石油原油雜質(zhì)中一項(xiàng)重要的組成部分，硫化物本身不會(huì)與石油機(jī)械發(fā)生反應(yīng)，但是當(dāng)硫化物這一雜質(zhì)與海洋中的水結(jié)合后，會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，此時(shí)會(huì)生產(chǎn)硫化氫，硫化氫不僅是一種有毒的物質(zhì)，能夠溶于水，更容易溶于醇類、石油溶劑和原油中，同時(shí)硫化氫還是一種還原性較強(qiáng)的酸化物，能夠與石油機(jī)械發(fā)生反應(yīng)，造成石油機(jī)械出現(xiàn)腐蝕的不良情況。

除此以外，由于硫化氫還具有較強(qiáng)的毒性，因而對(duì)石油開(kāi)采人員還會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，既威脅著石油機(jī)械使用安全，也威脅著石油開(kāi)采人員生命安全，因而在后期開(kāi)采中需要提高對(duì)硫化物所造成海洋石油機(jī)械腐蝕原因的重視。

1.4 多硫化物造成的海洋石油機(jī)械腐蝕

除上述原因會(huì)造成海洋石油機(jī)械發(fā)生腐蝕外，多硫化物也會(huì)造成海洋石油機(jī)械發(fā)生腐蝕。在石油開(kāi)采過(guò)程中，多硫化物主要是由硫化物與石油機(jī)械反應(yīng)所產(chǎn)生的，其通常會(huì)附著在石油機(jī)械油漆等保護(hù)物質(zhì)表面，在該腐蝕層不斷與石油機(jī)械表面油漆發(fā)生反應(yīng)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致石油機(jī)械外層保護(hù)物質(zhì)被腐蝕殆盡，此時(shí)再次利用該機(jī)械開(kāi)采海洋石油時(shí)，其就會(huì)直接與氯化物、硫化物、環(huán)烷酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在機(jī)械設(shè)備放置時(shí)，還會(huì)與空氣以及空氣中的水分發(fā)生接觸，給石油機(jī)械造成更大的腐蝕傷害[2]。若相關(guān)工作人員不能及時(shí)做好多硫化物所造成的保護(hù)層腐蝕，最終則會(huì)導(dǎo)致石油機(jī)械無(wú)法再次應(yīng)用于石油開(kāi)采之中。

2 海洋石油機(jī)械防腐蝕技術(shù)

基于前文分析，我們可以了解到造成海洋石油機(jī)械腐蝕的原因是多發(fā)的，在此背景下，石油開(kāi)采企業(yè)應(yīng)全面落實(shí)石油機(jī)械防腐蝕工作，采用可行性更高的石油機(jī)械防腐蝕技術(shù)，使石油生產(chǎn)安全性與順利程度能夠得到保障。

2.1 借助防腐蝕材料及防腐蝕涂料技術(shù)

基于當(dāng)前在海洋石油機(jī)械防腐蝕情況的研究，發(fā)現(xiàn)由于在利用石油機(jī)械進(jìn)行開(kāi)采過(guò)程中，主要是石油機(jī)械外表面與腐蝕物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此通常腐蝕情況會(huì)發(fā)生在機(jī)械表面，針對(duì)當(dāng)前腐蝕現(xiàn)狀，要想做好石油機(jī)械防腐蝕工作，就需要在石油機(jī)械外部涂抹相應(yīng)的防腐蝕材料以及防腐蝕涂料，進(jìn)而有效控制石油機(jī)械開(kāi)采過(guò)程中的腐蝕速度。

一方面，由于海洋石油原油中所包含的環(huán)烷酸、氯化物、硫化物更容易與鐵這一金屬發(fā)生反應(yīng)，因此在選擇石油機(jī)械外表材料時(shí)，切忌選擇鐵材料，以保證防腐蝕材料使用效果更理想[3]。目前在使用防腐蝕材料時(shí)主要選擇了瀝青材料，基于相關(guān)研究證實(shí)，該種材料在放置機(jī)械表面腐蝕中效果較為理想；另一方面，在選擇防腐蝕涂料時(shí)，主要選擇了環(huán)保耐酸的防腐涂料以及無(wú)機(jī)聚合物涂料兩種，環(huán)保耐酸涂料能夠通過(guò)同鹽酸、環(huán)烷酸以及硫化氫等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而降低機(jī)械表面發(fā)生腐蝕問(wèn)題。無(wú)機(jī)聚合物則會(huì)通過(guò)抵制原油中相關(guān)雜質(zhì)與機(jī)械表面的反應(yīng)，使得石油機(jī)械能夠安全、可靠的完成石油開(kāi)采工作。

基于在石油機(jī)械外部涂擦防腐蝕材料便捷程度更高、防腐效果較為理想，且花費(fèi)成本相對(duì)較低，因此現(xiàn)階段大部分海洋石油開(kāi)采企業(yè)都積極使用到涂抹防腐蝕材料以及防腐蝕涂料的技術(shù)。

2.2 電鍍防腐蝕技術(shù)

電鍍防腐蝕技術(shù)也是應(yīng)用于海洋石油機(jī)械表面防腐的一項(xiàng)重要技術(shù)。針對(duì)海洋石油機(jī)械而言，電鍍主要是指借助電鍍?cè)?，在海洋石油開(kāi)采機(jī)械金屬表面上鍍一薄層其他合金或金屬的過(guò)程，其主要作用是防止海洋石油機(jī)械表面與石油原油雜質(zhì)中相關(guān)元素進(jìn)行反應(yīng)。該種方式不僅有助于提高海洋石油機(jī)械防腐蝕水平，還能夠提高該機(jī)械設(shè)備的美觀程度與耐磨性，為石油開(kāi)采工作提供有力支持。

通常情況下，采用電鍍防腐技術(shù)時(shí)，鍍層所使用的材料多為合金或單一金屬，像黃銅、鋅、青銅、金、鎘以及鈦鈀等；同時(shí)也有覆合層材料，例如鋼上的銀-銦層或者鋼上的銅-鎳-鉻層等；除此以外，還有彌散層，像鎳-氟化石墨以及鎳-碳化硅等，現(xiàn)階段在海洋石油機(jī)械中則主要使用了管接箍的方式以及鎢合金電鍍的方式。而我們所電鍍的海洋石油機(jī)械外表層通常為不銹鋼、鑄鐵、非鐵金屬以及鋼等，大部分情況下，海洋石油機(jī)械外表曾以不銹鋼、鑄鐵以及鋼為主。

2.3 電化學(xué)防腐蝕技術(shù)

電化學(xué)防腐蝕技術(shù)主要依據(jù)了電化學(xué)原理，通過(guò)在金屬設(shè)備上采取一系列措施，使其成為腐蝕電池中的陰極，在產(chǎn)生電流的基礎(chǔ)上，使得金屬腐蝕能夠得到減輕或防止，保證海洋石油機(jī)械防腐蝕質(zhì)量可以得到有效提升。

但是在使用電化學(xué)防腐蝕技術(shù)時(shí)，相關(guān)工作人員首先需要詳細(xì)分析石油機(jī)械發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的主要機(jī)理，在掌握其腐蝕機(jī)理的基礎(chǔ)上，擬定出更合適的防腐措施。我們可以將使用于海洋石油機(jī)械防腐蝕工作中的電化學(xué)防腐蝕技術(shù)分成三種，其一為陰極保護(hù)，該種保護(hù)方式又被分為外加電流保護(hù)與犧牲陽(yáng)極防腐技術(shù)，該種防腐技術(shù)時(shí)通過(guò)依靠電位負(fù)于被保護(hù)對(duì)象的金屬，使其通過(guò)犧牲自身而為保護(hù)對(duì)象提供電流，在電解質(zhì)環(huán)境中形成相應(yīng)的保護(hù)回路，使得保護(hù)對(duì)象在與犧牲陽(yáng)極直接連接的基礎(chǔ)上，不會(huì)發(fā)生腐蝕問(wèn)題。由于該種方式更適用于以海水為電解質(zhì)的金屬腐蝕中，因而在海洋石油機(jī)械腐蝕中，犧牲陽(yáng)極防腐的技術(shù)使用頻率更高；其二為電化學(xué)再堿化技術(shù)；其三為電化學(xué)除氯防腐蝕技術(shù)。第二項(xiàng)與第三項(xiàng)電化學(xué)防腐蝕技術(shù)更適用于以土壤為電解質(zhì)的金屬腐蝕中，通常情況下，進(jìn)行混凝土外部施工時(shí)，會(huì)使用到上述兩種防腐蝕技術(shù)。

2.4 放置緩蝕劑技術(shù)

除上述三種防腐蝕技術(shù)外，放置緩蝕劑技術(shù)也是在海洋石油機(jī)械防腐蝕工作中使用頻率較高、使用效果較為理想的技術(shù)之一。

當(dāng)緩蝕劑能夠以科學(xué)的形式與適當(dāng)?shù)臐舛却嬖谟诤Ｑ笫蜋C(jī)械運(yùn)行環(huán)境之中時(shí)，則能夠起到減緩甚至是防止海洋石油機(jī)械腐蝕的作用，因此緩蝕劑也被稱之為腐蝕抑制劑。從不同角度對(duì)緩蝕劑分類時(shí)，可以分成的類型也是不同的，以緩蝕劑所擁有的化學(xué)成分進(jìn)行分類時(shí)，發(fā)現(xiàn)緩蝕劑可以分為聚合物緩蝕劑、有機(jī)緩蝕劑以及無(wú)機(jī)緩蝕劑三種，不用種類緩蝕劑實(shí)際使用效果存在著一定的差異；按照緩蝕劑所控制的部位進(jìn)行分類時(shí)，可以將緩蝕劑分為混合型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑以及陽(yáng)極型緩蝕劑三種。其中混合型緩蝕劑主要會(huì)起到阻止水中溶解的氧與水向金屬表面擴(kuò)散的作用；陰極型緩蝕劑則能夠通過(guò)與金屬表面陰極區(qū)域發(fā)生反應(yīng)、與水中陰極區(qū)域發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生保護(hù)海洋石油機(jī)械的保護(hù)膜，避免其與原油雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；陽(yáng)極型緩蝕劑則能夠在與金屬表面的金屬離子發(fā)生作用，在這一過(guò)程中會(huì)在海洋石油機(jī)械表面形成一層保護(hù)膜，避免海洋石油機(jī)械表面金屬與水發(fā)生溶解反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到減緩機(jī)械表面腐蝕的目的。

3 總結(jié)

在我國(guó)石油開(kāi)采速度逐漸提高的狀態(tài)下，由于我國(guó)海洋中還儲(chǔ)備著較為豐富的石油資源，因而很多企業(yè)為了自身能夠獲得足夠的經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)深入海洋石油開(kāi)采行業(yè)之中，但是要想保證自身所采購(gòu)的石油開(kāi)采機(jī)械能夠得到長(zhǎng)期使用，降低自己在設(shè)備投入方面所支出的資金，相關(guān)企業(yè)就需要在合理選擇石油開(kāi)采機(jī)械的基礎(chǔ)上，基于本文所提出的海洋石油機(jī)械防腐蝕技術(shù)，做好相關(guān)機(jī)械防腐蝕處理工作，為石油開(kāi)采以及企業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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