高含硫净化装置腐蚀监测系统优化研究

为解决某天然气净化厂高含硫净化装置腐蚀监测系统中出现的电感探针监测数据与实际检测结果不符的问题,通过探针、腐蚀挂片、腐蚀调查、全面检验等腐蚀速率监测手段对腐蚀情况进行了分析,基于原腐蚀监测系统,采取了添加电感探针、腐蚀挂片或进行定点测厚的措施。改造后,提高了腐蚀监测准确性,保障了净化装置安全稳定运行。     

在线腐蚀监测在高含硫天然气净化厂的应用及优化

某天然气净化装置由于加工高含硫的天然气而腐蚀严重,因此采用在线腐蚀监测系统,从而较准确地反映设备、管线的腐蚀损耗。但在持续生产及检修中,该系统由于存在监测盲区、探针腐蚀损耗快、系统老化等问题。通过原系统优化改造,保障了净化厂安全稳定运行。     

片状电感探针研制及其在乙烯装置的应用

片状电感探针是腐蚀在线监测系统的重要组成部分，由于其片状的结构，尤其适合小管径管线的腐蚀监测。为了模拟管线的腐蚀状况、评价片状电感探针监测数据的准确性，进行了实验室对比实验研究，结果表明：片状电感监测的腐蚀速率略小于同期挂片数据，但二者相对误差未超过20％，说明监测数据可靠；通过在中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司现场应用，证明片状电感探针的运行稳定，可有效地指导设备的防腐蚀工作。     

普光气田净化厂净化装置管线的材质升级改造

普光气田天然气净化厂是以普光气田高含硫天然气为原料,生产商品气。该厂天然气净化联合装置多处管线存在腐蚀问题,对原料气管线、胺液系统部分富胺液管线、酸水汽提管线、净化水管线进行材质升级改造,提高了装置、系统的运行可靠性。     

普光气田地面生产系统腐蚀控制技术及其效果

高含硫天然气田地面生产系统面临H₂S/CO₂以及元素硫共存等苛刻条件下的腐蚀问题,这是目前开发此类气田的难点之一。通过分析普光高含硫气田开发过程中运用的腐蚀控制技术及其效果,可为有效控制此类油气田开发过程中的腐蚀问题提供依据。首先将室内模拟试验选材和缓蚀剂筛选作为控制腐蚀开裂和电化学腐蚀失重的主要措施,结合腐蚀挂片、探针、电指纹监测、超声成像测厚和智能清管检测以及服役前后材料理化性能对比测试,确定材料服役过程中的腐蚀特征、腐蚀机制以及缓蚀剂作用效果,从而为进一步针对腐蚀关键部位的腐蚀控制和监检测提供依据。该腐蚀控制综合技术的运用效果表明,目前普光气田整体腐蚀速率小于0.076 mm/a,材料力学性能未出现损伤退化,处于受控状态。而元素S沉积和地层水聚集将诱发少量局部腐蚀,这一问题将成为腐蚀控制的重点。     

腐蚀在线智能监测与管理技术研究

针对高含硫天然气净化厂腐蚀监测系统存在局限性的现状,提出了在线超声测厚系统的解决方案,对其系统构成和应用设计进行了研究,与现有的监测系统形成互补,为实现多元化的监测手段和保障装置的安全运行提供了保证;针对净化厂多种监测技术数据管理较为分散的现状,提出了腐蚀在线监测管理系统的解决方案,对其系统总体和整合的技术方法进行了研究,为高效自动化地管理数据、全面掌握腐蚀情况提供了技术支撑。     

高含硫净化厂硫磺成型装置的湿气腐蚀机理

国内某高含硫气田净化厂采用水造粒硫磺成型工艺,硫磺成型单元大气呈酸性且湿度大,因而生产设施的大气腐蚀成为不可忽视的安全隐患。为此,通过在该净化厂硫磺成型单元硫磺颗粒成型罐的中部和顶部及硫磺产品传送带周围进行现场挂片试验,采用扫描电镜和能谱仪分析了腐蚀产物的微观形貌和化学成分,并分析了酸性湿气对结构钢腐蚀的原因及其主控因素。结果表明,硫磺成型单元大气腐蚀不可忽视,尤其在硫磺成型罐周围,因温度较高、空气湿度较大,发生了中度腐蚀,失重腐蚀速率高达0.117 0mm/a,超出了净化厂腐蚀控制指标,腐蚀产物膜呈片状疏松堆积,其元素组成主要为Fe、O、S,腐蚀产物的主要成分可能是FeOOH、FeSO4、Fe2O3和Fe3O4,腐蚀进程的主控因素为湿度和酸度。结论认为,高含硫气田净化厂硫磺成型单元大气腐蚀较严重,对关键设备及承力结构钢应采取有效的防护措施。     

川渝气田净化厂脱硫装置腐蚀监测技术研究及应用

川渝地区含硫天然气净化厂脱硫装置存在严重的腐蚀行为。CO2-H2S-H2O和R2NH-H2S-CO2-H2O等引起的腐蚀造成大量直接和间接损失,对净化厂脱硫装置腐蚀情况进行监测和安全评价对含硫天然气净化厂安全高效生产具有重要意义。在对川渝气田净化厂脱硫装置腐蚀状况调研基础上,建立和完善了净化厂脱硫装置腐蚀监测技术并用于指导净化厂安全生产。腐蚀监测技术的主要内容包括净化厂脱硫装置的腐蚀监测点布置、监测方法的选择、数据的管理及可靠性评价等内容。     

3号蒸馏腐蚀速率在线监测系统及应用

3号蒸馏腐蚀速率在线监测系统采用电阻、电化学、电感探针对装置关键部位进行在线监测，借助计算机数据处理和传输软件，实现了远程实时监测，是目前国内第一套多种探针的综合远程监测系统。结合管线测厚、相关化学分析、工艺参数比对，使专业技术人员能及时发现3号蒸馏装置运行中的腐蚀变化情况，了解腐蚀发生的规律，为今后更好地控制腐蚀，调节工艺防腐参数，保证装置安全、长周期地运行提供了依据。     

电磁防垢技术在海上油田注水管线上的应用

为解决海上油田注水系统结垢严重的问题,在渤海油田渤西作业区某平台注水管线上开展了电磁防垢试验。在注水管线上安装腐蚀结垢监测装置挂片投捞器,考察电磁防垢仪使用前后挂片的结垢速率和腐蚀速率,试验期间注水管线的水质基本稳定。结果表明,电磁防垢仪运行前的结垢速率、腐蚀速率分别是运行后的4.72倍和1 038倍,电磁防垢仪使注水管线结垢速率下降78.83%,腐蚀速率下降99.90%,应用效果显著。     

N08825镍基合金复合管件加工技术及耐蚀性研究

为了避免高H2S/CO2油气田用管道的电化学腐蚀损伤和应力腐蚀开裂问题,以某天然气净化厂原料气管线拟使用的N08825镍基合金复合管为例,研究了其加工技术及耐蚀性能。研究结果显示,N08825镍基合金复合管力学性能及SCC性能均满足中石化普光气田净化厂原料气管线安全隐患治理工程SEI《焊制复合钢管、管件规格书》要求。结果表明,通过控制大直径镍基合金管件加工工艺并在复合管内表面涂刷防护剂,可确保复合管件成型质量及高H2S/CO2环境下的抗应力腐蚀开裂性能。     

高含硫气田元素硫沉积及其腐蚀

高含硫气田在开发和维护过程中容易出现硫沉积并引发严重硫腐蚀,由此造成的管道堵塞、管道腐蚀穿孔、设备损毁失效都会严重影响油气田的正常生产。为此,分析了高含硫气田中元素硫的来源：①烃类硫酸盐的热化学反应;②高温高压下H₂S的缩聚反应;③硫烷的分解;④离子多硫化物的分解;⑤氧气对H₂S的氧化;⑥溶解在液态烃中的元素硫。阐述了硫沉积的发生机理：元素硫能溶解在酸性气体中,主要是溶解在硫化氢中。剖析了硫腐蚀机理：包括以元素硫的水解为基础的催化机理、水解机理、电化学机理和直接反应机理。探讨了硫腐蚀的影响因素：温度、压力、氯离子、硫的存在形式和流速等。最后建议：针对硫沉积区的特殊环境,开展多介质多相混合流体中管线的硫腐蚀机理研究,并建立其腐蚀模型。该研究成果可为高含硫油气田的安全有效开发提供参考。     

高酸性气田地面用国产双金属复合管现场腐蚀评价

在高酸性气田开发过程中,由于腐蚀环境恶劣,双金属复合管耐蚀材料成为研究热点,但研究主要集中在室内实验,缺少现场应用案例,限制其进一步应用.为考察双金属复合管在高酸性气田地面管线应用的可能性,利用高含硫先导试验基地天东5-1井在线腐蚀试验装置开展了双金属复合管应用于高酸性气田地面管线的现场腐蚀性能评价,形成了双金属复合管...     

加氢装置空冷器出口管道多元水-盐体系的冲刷腐蚀特性

基于工艺关联过程及流体仿真模拟,分析了某石化企业加氢反应产物空冷器(REAC)系统出口管道中多元腐蚀流分布规律,建立了包含铵盐结晶温度、NH4HS质量分数、最大壁面剪切应力、水相体积分数等参数的流动腐蚀表征预测体系,并通过测量腐蚀产物及腐蚀余量等来验证预测模型的准确性.结果表明:正常工况下,空冷器出口管道内无铵盐结晶风...     

高含硫气田腐蚀特征及腐蚀控制技术

我国高含硫气藏H₂S、CO₂含量高,还伴随有大量的气田水,开发过程中腐蚀问题非常突出。为此,分析了高含硫气田的腐蚀特征,展示了该类气田开发在材料选择与评价、缓蚀剂防腐技术、腐蚀监测与检测技术等方面的进展：①提出了镍基合金评价方法、双金属复合管及其焊缝抗环境应力开裂试验方法和耐蚀性能评价程序、缓蚀剂筛选评价程序;②研发的专利缓蚀剂CT2- 4水溶性环空保护液体系能实现对套管内壁和油管外壁的有效保护,CT2-19缓蚀剂、地面管线清管器预膜技术和缓蚀剂连续加注技术较好地控制了湿气密闭输送系统内的腐蚀;③FSM、氢探针技术、电化学噪声技术等腐蚀监测新技术在研究点蚀、缝隙腐蚀和氢致开裂等方面具有独特的优势。最后提出在高含硫气田开发设计时,就应全面引入腐蚀控制设计和腐蚀监测体系,从腐蚀控制技术的集成与优化入手,形成高含硫气田整体防腐方案,建立数字化腐蚀数据管理系统和数据库,全面跟踪评价缓蚀剂效果,从而实现腐蚀控制的整体设计和完整性管理。     

冲蚀作用下CO2分压对集输气管线内腐蚀的影响规律——以大庆油田徐深6集气站集输管线为例

我国部分油气田集输管线中CO₂与水含量较高,同时由于提高输运流速,集输管道CO₂腐蚀日趋严重,掌握流场诱导下CO₂腐蚀速率的变化规律对腐蚀防护与定期检测具有重要意义。为此,以大庆油田徐深6集气站一集输天然气管线为分析对象,首先基于Norsok腐蚀模型预测CO₂分压对其内腐蚀速率的影响,再应用计算流体动力学方法（CFD）对管道内流场进行分析,并结合现场的内腐蚀测厚数据,得出冲蚀作用下CO₂分压对集输天然气管线内腐蚀的影响规律：集输天然气管线内,湍流作用在内流道剧烈变化区域（弯头、T形管处）,湍动能升至最大75 m²/s²,对CO₂局部腐蚀具有明显的促进作用;流体介质的流型与流速会对管道内壁的CO₂均匀腐蚀产生较强促进作用;管道内壁在CO₂分压重腐蚀区间内（0.02~0.20 MPa）,CO₂的腐蚀程度随CO₂分压的增大呈线性加剧,随后其最大腐蚀速率保持在0.75 mm/a,并趋于平缓,而最小腐蚀速率保持在0.62 mm/a,稳中有升。研究结果可作为预测集输管线重点部位运行寿命的参考依据,使得管道腐蚀防护与定期检测更为精确省时。     

基于流场计算的天然气集输管线CO2腐蚀预测模型

为了更准确地反映含CO₂天然气管线典型管件（弯头及T形管）的腐蚀情况,在根据deWaard腐蚀模型预测管段平均腐蚀速率的基础上,应用计算流体动力学（CFD）方法计算了管道内的流场,分析了流场参数对管段腐蚀速率的影响,进而结合颗粒冲蚀模型,对已有的de Waard腐蚀模型进行了改进,并提出了流场作用下的CO₂腐蚀模型。应用该改进的CO₂腐蚀模型研究现场实际工况表明：影响管线腐蚀的主要流场参数为介质流速、湍动能和相分布;弯头腐蚀最大位置位于弯头部位迎流侧偏向流场下游位置;T形管腐蚀最大位置位于沿内部斜向合流部位。改进模型计算出的管线重点腐蚀位置和腐蚀速率,与现场工况的壁厚检测结果吻合良好,从而验证了该改进腐蚀模型的正确性。这种基于流场作用下改进的CO₂腐蚀模型为天然气管线腐蚀预测体系的建立提供一种新思路。     

天然气净化装置脱硫单元腐蚀机理及案例分析

脱硫单元是天然气净化装置中腐蚀问题最多的单元,腐蚀机理主要分为H₂S-CO₂-H₂O腐蚀和RNH₂-H₂S-CO₂-H₂O腐蚀两大类。随着奥氏体不锈钢逐步应用于脱硫单元的设备和管道中,H₂S-CO₂-H₂O腐蚀问题得以部分缓解,但是随着气源的劣质化,胺液中氯离子含量的升高使得腐蚀风险更为隐蔽和突出。文章从脱硫工艺过程出发,绘制了腐蚀流程示意图,并依据腐蚀类型,选取了脱硫单元的典型腐蚀案例,利用硬度检测、化验分析、微观观察等手段,剖析了腐蚀产生的原因,并提出了适用于脱硫单元腐蚀防控的措施及建议,旨在提高企业的防腐经验,保障装置的平稳运行。