分离器入口母材腐蚀原因和改进措施
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摘 要：塔里木油田天然气事业部牙哈作业区凝析气处理厂利用分离器对凝析气进行两相分离，分离出来的凝液和气到下游流程进行再处理。分离器是牙哈凝析气处理厂油气处理的的第一道容器，存在处理量大、压力高等特点。在某次压力容器检验中发现容器内部进料口附近母材存在腐蚀缺陷，容器内部存在缺陷直接威胁整个装置的安全运行。因此，针对这一现象，结合塔里木油田实际情况，对分离器母材缺陷原因进行分析探讨和提出进一步的改进措施。
关键词：分离器 缺陷 处理厂 改进措施
一、分离器母材腐蚀分布情况
现场初步测量容器本体呈不规则形状的体积缺陷，表面特征为半椭球形凹坑。缺陷位置尺寸如下图所示。
二、分离器母材缺陷原因初探
1.现有工艺来料对纯腐蚀的影响
分离器来料主要为气、油、地层水混合物。其中地层水化验报告显示，水密度为1.1255，PH值为5.746，总矿化度为1.85E+05，氯离子含量为3.12E。从化验数据可以知道，来料中的水矿化度高，含有丰富的氯离子，加剧了对分离器母材的腐蚀速率。其次分离器工作压力和工作温度都比较高，对碳钢的腐蚀速率也有一定的促进作用。
2.分离器本身对腐蚀的影响
为了防止来料从分离器入口进入时对分离器内液面形成冲击，造成系统波动，分离器入口处设有一折流板。折流板可以有效地防止系统波动，但是高流速的流体撞击折流板后反射至折流板上方的分离器母材，造成对分离器母材的不断冲刷。其次牙哈凝析气处理站分离器工作压力为11-12MPa，工作温度为60°C，材质为碳钢。高温高压对碳钢腐蚀有积极的影响。这上述两者的影响之下，最终由于冲刷腐蚀形成容器缺陷。
3.流体湍流对腐蚀的影响
流动的介质含有固体微粒或气泡的液体，当流速达到湍流时，液体流动质点相互混杂，湍流液体击穿金属表面的边界层，对金属表面产生一个切应力，这个切应力能够把已形成的腐蚀产物从金属表面刮去，并让液体带走，使腐蚀不断加剧。
4.焊接内应力造成的应力腐蚀
金属熔焊时，焊缝的熔注金属是在熔融状态下填充在焊件的接缝中的，当焊缝金属及其周围的母材冷却时，这些金属就要收缩，但它又受到刚性焊件的约束，因而在焊缝附近即产生拉伸应力，这就是焊接内应力。一般情况下，焊件越厚，刚性越大，焊后残余内应力也越大。在静应力和腐蚀介质共同作用下发生的脆性开裂破坏现象称为应力腐蚀开裂，简称应力腐蚀。应力腐蚀裂纹往往是从接触腐蚀介质的表面开始，向金属的内部扩展，在压力容器中，应力腐蚀裂纹往往是从容器的内表面开始，沿壁厚向外表面扩展，直至泄漏或破裂，开始时往往不易被发现
三、分离器入口母材防腐技术研究
1.缓蚀剂加注和内防腐涂层技术的实施
针对牙哈区块井上来料含水高、酸度高、矿化度高的三高特点，牙哈作业区在分离器入口管线新增缓蚀剂加注流程，通过高压泵打压进工艺来料管线，对分离器入口管线、分离器本体和下游管线进行保护。
同时采用内防腐涂层技术对分离器内部进行防腐。凝析气分离器金属容器和储罐容积较大，选用常温固化液体涂料。根据容器内介质和腐蚀特性，对涂料进行优选，最后确定采用环氧富锌底漆和环氧玻璃鳞片重防腐涂料。
涂装要求：用干净的抹布彻底清除表面附着的浮层和油污等，涂装表面的大焊瘤、菱角、毛刺等需要去掉或者倒角，并在8h内涂装第一道漆，涂料应现配现用，配好后应在6h内用完，总工涂刷2道底漆和2道面漆，完成内防腐施工。
2.分离器内牺牲阳极的搭接
根据实际情况，牙哈作业区在分离器内腔增加铝合金牺牲阳极，规格为23kg/支。处理工序首先是清罐，沉积的污垢有造成罐壁垢下腐蚀与缝隙腐蚀的风险。
根据GB 50393-2008的要求，牺牲阳极下表面与罐壁距离宜为50mm～70mm。所以建议在钢脚处焊接相同金属材质构架，使牺牲阳极与罐壁之间有一定距离，并按标准施工要求，焊接部位要保证力学性能和电导通性，焊接部位涂刷防腐涂料进行绝缘处理。
3.分离器入口折流板结构的改变
改造前，流体从分离器入口法兰进入，经过折流板分成两束后反射至容器入口内壁。这样的结构设计最终导致高速流体反射至分离器入口母材处，最终形成冲刷腐蚀。
改造后，在折流板上改造成一排钢管，流体经过分离器入口碰到钢管，被很好地减速，并且反弹力度和角度都不会对分离器入口母材处造成冲刷腐蚀。
4.消除焊接残余应力
消除焊接残余应力的措施有热处理法、振动调整残余应力的处理、锤击处理法、爆炸消除应力的处理法、温差拉伸消除应力处理法、点状加压和点状加热等。
焊接残余应力在焊接结构中是普遍存在的，只有在焊前的选材，焊时的工艺措施，焊后的消除应力处理等方面进行全面的考虑，才可能有效的降低焊接残余应力，保证结构的安全性能。
参考文献：
[1]林飞.《碳钢在模拟海水中腐蚀行为的研究》.江西化学.2011年第4期
[2]尹思华. 《环氧重防腐涂料在塔里木油田的应用》.腐蚀科学和防腐技术.第21卷第三期