海洋石油压力容器保温层腐蚀检测预防

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摘要：海洋石油压力容器保温层下腐蚀严重，通过对机理分析，提出检测、监测及预防方案，对保温层下腐蚀情况进行治理。

关键词：压力容器；保温层下腐蚀；检测及预防；腐蚀机理

引言

海洋石油平台压力容器作为海洋石油的重要设备发挥着不可代替的作用，但由于海洋石油平台容器长期处于海洋环境中，工作环境、湿度、温度及海风等因素都会对平台容器造成保温层下腐蚀的危害，危及海洋石油的安全生产及施工人员的生命安全。历年海洋石油压力容器所检验出最多的问题是保温层下腐蚀，部分容器的腐蚀情况已经严重超过国家标准规定的最大腐蚀深度，一旦容器腐蚀继续加深，强度受到影响，导致容器穿孔，油气泄露，便会危及海洋石油安全生产及生产人员安全。

1保温层下腐蚀机理

海洋石油平台压力容器一般所使用的保温层为岩棉、橡塑棉等，吸附性和吸水性较强，一旦外部保护层由于强风或人力因素导致破损，从而外部水源进入保温层内，保温层和容器外表面形成腐蚀环境，导致容器外表面金属形成电化学腐蚀，电化学腐蚀方程式[1]：阳极：O2+2H2O+4e=4OH-阴极：2Fe-4e=2Fe2+Fe2++2OH=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)22Fe(OH)2+Fe(OH)2=Fe3O4+4H2O由上式得知，导致保温层下金属腐蚀的主要因素是水分和氧气，同时在高温的作用下，直接导致保温层下腐蚀的速率增加。根据API579—2001第4.3.3部分得知，保温层下腐蚀主要影响碳钢、低合金钢、300系列SS和双相不锈钢材料，碳钢及低合金钢的影响温度为-12~350℃[2]，海洋石油生产所用大部分容器为碳钢容器，使用温度绝大部分在影响范围内（图1）。

2腐蚀检测

由于保温层下腐蚀发生在保温覆盖层下，容器常规检验及平台日常巡检等检查均难以发现；通过历年检验数据统计，得知保温层下腐蚀一般均发生在：①绝热层、隔汽层、耐候性或者胶合辅料有损坏的容器上；②设计带有直接焊接在容器壁的支撑环的设备；尤其是梯子和平台夹、起重吊耳、喷嘴和加强环周围；③容器油漆和涂层系统上局部损伤部位；④保温托架及其他接管部位。在压力容器定期检验过程中及生产人员巡检过程中，应重点关注此类位置，及时发现隐患并治理。对于长时间使用的容器，其内部保温层老化严重，保温保护层粉化严重并长期破损失修，拆除破损保温进行全面UT检测配合相控阵C扫描对内外腐蚀进行检测能够达到很好的腐蚀检测效果（图2）。

3监测及预防

通过保温层下腐蚀机理分析可知，保温层下腐蚀主要因素是水分、氧气及温度，通过现场生产系统调研得知，温度不可调，氧气控制困难，故通过对保温层下水分进行监测为最佳方案，并通过改进保温施工工艺及保温结构进行保温层下腐蚀预防能够达到很好的效果（图3）。保温层下腐蚀监测采用CUI探头，其原理是当容器表面或保温层内有液体，液体将寻找最低点的出口，并流入安装到容器表面的液体收集漏斗中并导通电路，点亮电路中高强度LED灯进行监测提醒。采用憎水、疏水性能优异及热传导率低的保温材料，在保温内进入外部水源时，能够顺利排除，保证保温层内不存在积水情况；采用轻质保温层，减少焊接在容器本体上的保温托架及其他结构，减少由于容器结构导致的水分积存情况；对施工工艺进行优化，改进保温层铺设方式、接缝制作、保护层预制等程序，减少保温层内水分浸入及水分积存情况，从而达到保温层下腐蚀预防的目的。

4结语

随着海洋石油压力容器服役老龄化问题的出现，越来越多的容器保护层及保温层会出现问题，从而导致压力容器保温层下腐蚀越来越多，严重的会出现腐蚀穿孔、油气泄露等情况，危及平台安全生产及人员生命；实施压力容器保温层下腐蚀检测、监测及预防工作对海洋石油安全生产具有重要意义。

参考文献：

[1]任中华.保温层下的腐蚀及涂层保护度的测量[J].国外油田工程，2000:46-48.

[2]APIRP571—2011炼油工业中影响固定设备的损伤机理[S].

作者：郭建东 刘清峰 吕勇华 单位：中海石油（中国）有限公司天津分公司