西安长庆科技工程有限责任公司

2015年长庆气田某区块3座集气站在设备检修时，发现在用的4台材质为碳钢的双筒式分离器的下部容器存在腐蚀情况，经特种设备检测机构评定，下部容器积液区内的筒体内壁腐蚀严重，经过核算剩余壁厚不能满足安全使用要求，需要更换新的设备。针对上述情况，开展了双筒式分离器优化设计专题公关，结合原料天然气的介质特点，通过腐蚀机理研究、材料优选和结构优化等方法，设计出了能够适用该区块介质条件下的双筒式分离器，经过产品试制和现场试验，进一步验证了该设备的适应性。

1 腐蚀分析

1.1 腐蚀情况

双筒式分离器的下部容器筒体的设计壁厚为16 mm，材质为碳钢（Q245R），运行时间为2～3年，最小剩余壁厚为10.6～12.2 mm，减薄率为24%～34%，实际腐蚀速率达到1.7～2.3 mm/a，超过设计控制腐蚀速率0.4 mm/a，设备不能达到设计使用寿命[1]，具体数据详见表1。通过现场察看可知，容器内部腐蚀情况主要表现为整体腐蚀和局部点蚀。

表1 设备下部容器的壁厚数据汇总Tab.1 Wall thickness data summary of the vessel at the bottom of equipment

通过现场调研，收集并整理了2013—2015年3个集气站原料天然气主要腐蚀性介质中H2S、CO2、Cl-的含量，具体数据详见表2。

表2 A、B、C 3个集气站参数Tab.2 Gas gathering station parameters of A、B and C

通过表2中的数据可以看出，每个集气站中均含有H2S、CO2、Cl-腐蚀介质，虽然含量有所差异，但是设备腐蚀的表现形式和程度基本一致[2]。

1.2 腐蚀机理

H2S在湿环境下能引起碳钢、低合金钢材料的硫化物应力腐蚀开裂，在材料内部导致氢鼓包、氢诱导开裂和应力导向型氢诱导开裂，从而导致设备受压元件的腐蚀开裂[3]。……