天然氣集輸儀表的防腐分析與對策研究

1、<p>　　天然氣集輸儀表的防腐分析與對策研究</p><p>　　[摘 要]在石油化工工業(yè)的生產(chǎn)和流通的過程中，儀表占據(jù)著重要的地位。溫度壓力等儀表，對于石油以及天然氣的安全生產(chǎn)和運(yùn)輸起著至關(guān)重要的保駕作用，而流量儀表更是直接關(guān)系到社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和與石油天然氣相關(guān)的各個層面貿(mào)易活動的公正以及正常運(yùn)行。然而在石油天然氣的領(lǐng)域中，尤其是生產(chǎn)領(lǐng)域中，氣體含H2S，CO2，CL-等其他雜質(zhì)，外加自然界的多種流

2、體混合，經(jīng)常會存在有腐蝕性物質(zhì)夾雜其中，這些物質(zhì)都會對石油天然氣的輸送管道產(chǎn)生一定的腐蝕作用，而儀表作為輸送通道上的精密儀器，其防腐任務(wù)更是重大。文章首先針對當(dāng)前石油天然氣工業(yè)生產(chǎn)過程中的儀表防腐相關(guān)概念進(jìn)行分析，而后就常見的防腐手法展開了說明，對于深入了解石油天然氣工業(yè)中的儀表防腐問題有所幫助。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]石油；天然氣；工業(yè)；儀表；防腐 </p><p>　　中圖分

3、類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）14-0389-01 </p><p>　　1.石油工業(yè)中的儀表防腐相關(guān)概念以及需求 </p><p>　　所謂腐蝕，即指金屬物體和配件由于受到外力物質(zhì)的侵蝕，而遭到破壞的現(xiàn)象。通常而言，不同性質(zhì)的金屬和合金，在面對不同的腐蝕外力的時候，呈現(xiàn)出有所不同的抗腐蝕特征。 </p><p>　　對于石

4、油天然氣領(lǐng)域中的各類儀表而言，首先應(yīng)當(dāng)明確儀表在該領(lǐng)域中是十分精細(xì)的計量設(shè)備，其彈性膜片、張絲以及軸承用合金絲等，其直徑與常見的化工機(jī)械以及容量結(jié)構(gòu)材料相比通常有數(shù)十倍之差。同時，儀表元件的作用不同，決定了其必須保證相應(yīng)材料的工作屬性。比如彈性元件需要在工作中保持良好的彈性，而磁性元件的磁力也需要確保，這些具有特殊功能的儀表元器件，首先需要實現(xiàn)自身的完好，才能在計量過程中發(fā)揮正常作用。這些元器件本身精細(xì)輕薄，有需要保持其特殊性能，想要進(jìn)

5、一步實現(xiàn)其良好耐腐蝕性就成了一大問題。綜合儀表的這些特征，考慮到在石油天然氣的生產(chǎn)和貿(mào)易以及輸送過程中其所要承擔(dān)的至關(guān)重要責(zé)任，不難明白儀表防腐是相對于整個石油天然氣輸送系統(tǒng)而言更需要關(guān)注的重要方面。儀表防腐工作還不僅僅源于其自身正常發(fā)揮作用的需求，還在于其所處的環(huán)境十分嚴(yán)苛。很多儀表都需要面對高溫高壓等嚴(yán)酷的工作環(huán)境，同時還需要考慮到其計量對象的相關(guān)特征。與此同時，眾多儀表都處于一個完整的工作系統(tǒng)之中，多個元件相互關(guān)聯(lián)，互相影響和制約

6、，這些都成為儀表防腐工作必須要考慮的重要特征。 </p><p>　　通常而言，腐蝕性介質(zhì)對于儀表的作用有多個方面。它可以通過二者之間的直接接觸，導(dǎo)致儀表的關(guān)鍵零部件腐蝕和損壞，難以執(zhí)行相應(yīng)功能，諸如差壓變送器膜片以及電磁流量計電極腐蝕等都屬于此類腐蝕范疇，嚴(yán)重的可以造成硅油外漏以及勵磁線圈燒毀等問題發(fā)生。腐蝕還能夠造成儀表中的零部件幾何形狀改變，諸如轉(zhuǎn)子流量計中的轉(zhuǎn)子尺寸腐蝕直接影響到流量示值降低等問題發(fā)生。對

7、于在天然氣計量領(lǐng)域中常見的渦輪流量計，一級超聲波流量計，同樣也會受到腐蝕的影響，具體表現(xiàn)在改變渦輪流量計內(nèi)壁的光滑程度，最終引發(fā)流量系數(shù)的改變；以及將金屬管道內(nèi)部平滑水平降低，造成超聲波信號衰減嚴(yán)重，影響最終示值。 </p><p>　　2.CO2腐蝕機(jī)理 </p><p>　　CO2腐蝕長期以來一直被認(rèn)為是一個問題，而且已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究。干燥氣相CO2 本身不具有腐蝕性，CO2極易溶

8、于水，當(dāng)遇水時，一定量的CO2 將形成具有一定濃度的CO2 溶液?D?DH2CO3（碳酸），H2CO3 和無機(jī)酸相比，因為它不能完全被溶解，所以它是一種弱酸。 </p><p>　　CO2溶解于水相生成H2CO3 ，與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生CO2腐蝕。但是氣相CO2不會發(fā)生反應(yīng)。水中CO2含量與氣液平衡中CO2的分壓緊密相關(guān)，因此，預(yù)測CO2腐蝕速度應(yīng)以氣相中的CO2分壓為基礎(chǔ)。 </p>&l

9、t;p>　　嚴(yán)格的講，對CO2腐蝕產(chǎn)生重要影響的是CO2在水相中的熱運(yùn)動，而不是他的濃縮度，這種運(yùn)動將會隨水相中由化學(xué)成分決定的濃度而變化。通常認(rèn)為，當(dāng)CO2分壓超過20Kpa時，流體具有腐蝕性，這是一條判別準(zhǔn)則。在較低溫度下（低于60℃），由于溫度較低，沒有完善的FeCO3 膜的保護(hù)不完全，出現(xiàn)坑蝕等局部腐蝕，其腐蝕速度也隨CO2分壓的增大而增大。在150℃左右，致密的FeCO3 保護(hù)膜形成，使腐蝕速度大為降低。 </p&

10、gt;<p>　　3.石油工業(yè)環(huán)境中儀表的防腐對策分析 </p><p>　　對于儀表的防腐研究，從化工工業(yè)產(chǎn)生至今從未停止。一方面是為了延長儀表的使用壽命，降低頻繁儀表維護(hù)和更換給連續(xù)性的工業(yè)生產(chǎn)帶來不利影響，另一方面也為了生產(chǎn)和運(yùn)輸工作更為安全有效的展開，必須對儀表防腐工作予以重視。 </p><p>　　通常而言，在存在腐蝕問題的工業(yè)環(huán)境中，會展開膜片隔離、液體隔離以及

11、氣體隔離等幾種主要方法展開對于儀表的保護(hù)。通常是將聚四氟乙烯等相關(guān)防腐材料噴涂在壓力變送器的波紋管等相關(guān)元件之上，達(dá)到儀表敏感元件與腐蝕流質(zhì)之間的隔離。對于液體隔離以及氣體隔離，大體也都采取同樣的隔離原理，只不過針對不同的被測介質(zhì)選用不同的隔離材料，一方面能夠做到對儀表相應(yīng)部分的有效包裹黏著，另一方面與被測流質(zhì)之間保持相對穩(wěn)定，以不改變流質(zhì)性狀作為重要目標(biāo)。 </p><p>　　在石油天然氣工業(yè)環(huán)境中，防腐工作

12、同樣也將隔離工作放在第一位。但是與此同時，必須注意到石油天然氣工業(yè)中特殊的高溫高壓工作環(huán)境所帶來的影響。常見的防腐手法，首先有罩殼密封，即將整個儀表封閉在保護(hù)罩殼之內(nèi)，這種做法主要是考慮到儀表可能會受到來源于外部環(huán)境的腐蝕，由于嚴(yán)苛的工作環(huán)境，石油天然氣工業(yè)中的腐蝕不僅僅來源于管道內(nèi)部的被測流體，同樣可能來源于外部環(huán)境，此種方法對于改善來源于外部環(huán)境的腐蝕尤為有效。其次可以采取儀表密封的方法進(jìn)行防腐，具體是在設(shè)計儀表的時候，就用墊圈或凹

13、槽墊等手段將儀表的重要部分密封在相對獨立的儀表空間中，并且依據(jù)實際情況在儀表空間中沖注純凈空氣或其他純凈氣體，保證儀表殼正壓。此種方法對于環(huán)境腐蝕和流體腐蝕的防范都有一定作用，常見的儀表調(diào)節(jié)閥中的閥門定位器，就是密封式儀表的典范。最后，還可以依據(jù)儀表的工作特征和面向的計量環(huán)境和對象展開結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計。應(yīng)當(dāng)本著將儀表構(gòu)件盡量與侵蝕性物質(zhì)相隔離的態(tài)度進(jìn)行設(shè)計，盡量提高零部件表面的光潔度，并且在設(shè)計的過程中避免介質(zhì)結(jié)垢和停滯情況的發(fā)生，同時注重

14、儀表的清潔需求和方便展開，對于可能易于發(fā)生腐蝕問題的零部件，應(yīng)當(dāng)能夠方便更換，并且避免不</p><p>　　表現(xiàn)良好的防腐流量儀表，應(yīng)當(dāng)具備多方面防腐特征，從零件的構(gòu)鑄角度看，關(guān)鍵部位應(yīng)當(dāng)采用耐酸鋼打造，齒輪和相應(yīng)的渦輪傳感器等都應(yīng)當(dāng)符合防腐要求。對于導(dǎo)電液體的儀表選用，首先應(yīng)當(dāng)考慮測量管內(nèi)襯材料的防腐特性，而對于不導(dǎo)電液體的儀表，則應(yīng)當(dāng)傾向于選擇無需與被測流體相接處的超聲波流量儀表，同時應(yīng)當(dāng)注重輸送管道內(nèi)壁光

15、潔度的保持。最后當(dāng)面對腐蝕氣體進(jìn)行計量的儀表選用時，則通常采用節(jié)流式差壓流量計，在管道內(nèi)襯橡膠等防腐材料的基礎(chǔ)之上，對變送器膜片進(jìn)行必要的保護(hù)，在必要的情況下，還可以開發(fā)新的適宜特殊工況的計量方案以滿足防腐需求。 </p><p><b>　　4.結(jié)論 </b></p><p>　　防腐是石油天然氣工業(yè)中的一大問題，由來已久。然而防腐問題所涉及到的因素很多，從儀表工作