南海油田三相分离器内壁涂层适用性评价及测试
发布时间：2021-07-25 11:10
三相分离器是油气处理重要设备,为达到南海某油田新建浮式生产储油卸油装置（FPSO）的三相分离器涂层防护要求,结合实际工况和失效分析,评价了一款玻璃鳞片增强环氧酚醛涂层的适用性,并进行模拟工况测试验证。结果表明:该涂层较好地满足了三相分离器内壁的防腐要求,为我国南海深水油田开发三相分离器等关键油气处理设备内壁涂层选用提供了参考,也为内壁涂层适用性研究提供了借鉴。
【文章来源】：涂料工业. 2020,50(10)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
三相分离器结构
南海海洋平台和FPSO上的三相分离器及设备涉及的涂层失效形式包括剥落、开裂、起泡等，如图2所示。结合南海高矿化度、高温、高氯离子特征，除不当的表面处理等施工因素及异常工况外，通过研究分析涂层适用性出现的问题，基本包括6个方面：(1)高矿化度、高氯离子环境下低膜厚涂层系统不能形成长期阻挡和屏蔽的路径阻止离子渗透；(2)高矿化度、高氯离子环境下涂层抗电解质离子渗透性能不足[6]，涂层中物理孔隙率、孔隙结构、化学分子结构不能长时间保持稳定，氯离子等离子渗透后与树脂、颜料发生作用，导致涂层起泡、抗渗性和附着力降低；(3)在极高温浸泡环境下涂层交联密度和交联点不能达到和维持化学稳定性和热稳定性[7]，高温工况下涂层耐侵蚀性显著降低，离子渗透和交换加快，涂层急剧失效；(4)在极高温浸泡环境下涂料中的颜填料中含有极性转变物质如锌粉等，当温度高于极性转变温度时，电极电位变正，失去保护作用的同时加速了钢材腐蚀；(5)涂层中的颜填料的遮盖力、耐磨性、化学稳定性和综合性能不满足浸泡、冲刷环境；(6)涂层柔韧性、延展性不足，设备发生热胀冷缩或压力形变时涂层开裂失效，尤其体现在热膨胀系数较大的金属结构以及易产生应力集中高膜厚涂层系统。
表3可知，该涂料具备良好的耐高温，耐原油、Cl-、CO2介质腐蚀性。120℃三相介质高压釜浸泡试验前后涂层EIS测试结果如图3所示。涂层系统表现为电容，阻抗曲线表现为电容性。在0.1 Hz下浸泡测试后气相阻抗为1.45×1011Ω?cm2，油相为1.20×1011Ω·cm2，水相为6.10×1010Ω?cm2，测试前为8.86×1010Ω?cm2，浸泡30 d前后阻抗变化很小。结合表3和图3可知，涂层没有出现宏观的破损和微观渗入点，溶液没有侵入涂层本体，涂层性能保持稳定。由表3还可知，涂层在150℃3%Na Cl溶液浸没下没有失效，膜下检验无锈蚀，显示其极高的耐温和Cl-穿透性能。95℃阴极剥离为5.2 mm，反映涂层具备良好的防渗透和腐蚀蔓延性能。耐磨性（65 mg）也优于常规涂层（100 mg），这是因为玻璃鳞片等颜填料起了增强作用。综合该涂料的附着力、柔韧性、耐磨性等物理性能以及耐高温、原油、酸、盐等，玻璃鳞片增强环氧酚醛涂层与三相分离器服役腐蚀工况有较好的适用性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙烯酯玻璃鳞片涂层的涂装技术及质量控制[J]. 陈伟军,单景刚,王维,于本水,郭海. 腐蚀与防护. 2017(02)
[2]三相分离器涂层失效分析[J]. 郭胜学,陈如江,张曼杰,施书定. 腐蚀与防护. 2016(06)
[3]高炉水渣区排汽筒及转鼓防腐探讨[J]. 娄黔川,周振宇,周华,韩雄炜. 上海涂料. 2015(09)
[4]三相分离器的腐蚀分析及防护建议[J]. 孔磊,刘立红,耿佳明. 内江科技. 2012(10)
[5]氯离子在有机涂层中的渗透及涂层失效过程的电化学阻抗谱研究[J]. 陈家才,王旭东,孙冬柏. 材料工程. 2011(06)
[6]高效三相分离器腐蚀原因及防护对策[J]. 王秀清,魏建红,杨洪岩,谈俊峰,党惠平. 全面腐蚀控制. 2006(05)
[7]三相分离器新型内壁专用防腐蚀涂料的研制[J]. 刘学勤,郑家燊,唐和清. 材料保护. 2003(02)
硕士论文
[1]油田压力容器内涂层适用性评价研究[D]. 郭静.西安石油大学 2015
本文编号：3301917
【文章来源】：涂料工业. 2020,50(10)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
三相分离器结构
南海海洋平台和FPSO上的三相分离器及设备涉及的涂层失效形式包括剥落、开裂、起泡等，如图2所示。结合南海高矿化度、高温、高氯离子特征，除不当的表面处理等施工因素及异常工况外，通过研究分析涂层适用性出现的问题，基本包括6个方面：(1)高矿化度、高氯离子环境下低膜厚涂层系统不能形成长期阻挡和屏蔽的路径阻止离子渗透；(2)高矿化度、高氯离子环境下涂层抗电解质离子渗透性能不足[6]，涂层中物理孔隙率、孔隙结构、化学分子结构不能长时间保持稳定，氯离子等离子渗透后与树脂、颜料发生作用，导致涂层起泡、抗渗性和附着力降低；(3)在极高温浸泡环境下涂层交联密度和交联点不能达到和维持化学稳定性和热稳定性[7]，高温工况下涂层耐侵蚀性显著降低，离子渗透和交换加快，涂层急剧失效；(4)在极高温浸泡环境下涂料中的颜填料中含有极性转变物质如锌粉等，当温度高于极性转变温度时，电极电位变正，失去保护作用的同时加速了钢材腐蚀；(5)涂层中的颜填料的遮盖力、耐磨性、化学稳定性和综合性能不满足浸泡、冲刷环境；(6)涂层柔韧性、延展性不足，设备发生热胀冷缩或压力形变时涂层开裂失效，尤其体现在热膨胀系数较大的金属结构以及易产生应力集中高膜厚涂层系统。
表3可知，该涂料具备良好的耐高温，耐原油、Cl-、CO2介质腐蚀性。120℃三相介质高压釜浸泡试验前后涂层EIS测试结果如图3所示。涂层系统表现为电容，阻抗曲线表现为电容性。在0.1 Hz下浸泡测试后气相阻抗为1.45×1011Ω?cm2，油相为1.20×1011Ω·cm2，水相为6.10×1010Ω?cm2，测试前为8.86×1010Ω?cm2，浸泡30 d前后阻抗变化很小。结合表3和图3可知，涂层没有出现宏观的破损和微观渗入点，溶液没有侵入涂层本体，涂层性能保持稳定。由表3还可知，涂层在150℃3%Na Cl溶液浸没下没有失效，膜下检验无锈蚀，显示其极高的耐温和Cl-穿透性能。95℃阴极剥离为5.2 mm，反映涂层具备良好的防渗透和腐蚀蔓延性能。耐磨性（65 mg）也优于常规涂层（100 mg），这是因为玻璃鳞片等颜填料起了增强作用。综合该涂料的附着力、柔韧性、耐磨性等物理性能以及耐高温、原油、酸、盐等，玻璃鳞片增强环氧酚醛涂层与三相分离器服役腐蚀工况有较好的适用性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙烯酯玻璃鳞片涂层的涂装技术及质量控制[J]. 陈伟军,单景刚,王维,于本水,郭海. 腐蚀与防护. 2017(02)
[2]三相分离器涂层失效分析[J]. 郭胜学,陈如江,张曼杰,施书定. 腐蚀与防护. 2016(06)
[3]高炉水渣区排汽筒及转鼓防腐探讨[J]. 娄黔川,周振宇,周华,韩雄炜. 上海涂料. 2015(09)
[4]三相分离器的腐蚀分析及防护建议[J]. 孔磊,刘立红,耿佳明. 内江科技. 2012(10)
[5]氯离子在有机涂层中的渗透及涂层失效过程的电化学阻抗谱研究[J]. 陈家才,王旭东,孙冬柏. 材料工程. 2011(06)
[6]高效三相分离器腐蚀原因及防护对策[J]. 王秀清,魏建红,杨洪岩,谈俊峰,党惠平. 全面腐蚀控制. 2006(05)
[7]三相分离器新型内壁专用防腐蚀涂料的研制[J]. 刘学勤,郑家燊,唐和清. 材料保护. 2003(02)
硕士论文
[1]油田压力容器内涂层适用性评价研究[D]. 郭静.西安石油大学 2015
本文编号：3301917
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