КОРПУС ГАЗОВОГО СЕПАРАТОРА

Полезная модель относится к устройствам для разделения газожидкостных смесей с двумя жидкостями различной плотности и может быть использована в нефтяной, газовой, химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности при нефтяной добыче и подготовке к транспорту газа, нефти и воды.
В качестве прототипа взят трехфазный сепаратор гравитационного типа (RU 2033237 C1, B01D 17/00, Опубликовано: 20.04.1995), однако полезная модель может быть использована также в трехфазных сепараторах циклонного, центробежного, смешанного и других типов. Известный газовый сепаратор имеет корпус и внутренние рабочие поверхности.
Газовый сепаратор, используемый в качестве первой ступени очистки бурового раствора от газа, представляет собой герметичный сосуд сравнительно большого объема, оборудованный системой манифольдов, клапанов и приборов.
Пластовая жидкость через вращающийся превентор и регулируемый штуцер по закрытому манифольду поступает по тангенциальному вводу в полость газового сепаратора, где скорость потока резко снижается. В результате действия инерционного и гравитационного полей происходит интенсивное выделение из пластовой жидкости газа, который скапливается в верхней части сепаратора и отводится по трубопроводу. Пластовая жидкость, очищенная от свободного газа, собирается в нижней части сепаратора.
Низкотемпературное сероводородное растрескивание сталей довольно часто встречается при переработке газового конденсата. Чаще всего оно выявляется на установках термического и каталитического крекинга, газовых сепараторах и т.д., в которых при эксплуатации в среде нефтепродуктов присутствует H2S в водной среде. Наиболее вероятно трещинообразование двух видов: растрескивание и расслоение. Наиболее опасно растрескивание, поскольку оно, как правило, развивается в основном в направлении толщины стенки и быстро оказывается сквозным.
К характерным особенностям сероводородного растрескивания следует отнести возможность обнаружения в изломе множественных очагов зарождения трещин. Большей частью в роли инициаторов очагов зарождения трещины выступают крупные неметаллические включения, в том числе округлые оксиды, сульфиды и оксисульфиды. Именно у этих неметаллических включений происходит накопление водорода. Полости, образующиеся при растрескивании частиц включений, и границы матрица-включение выступают в роли ловушек водорода. С ростом доли водородных ловушек формируются микротрещины, которые, сливаясь, образуют макротрещину разрушения.
При этом в металле возникают значительные напряжения, приводящие к очень опасному виду разрушения расслаиванию.
Задачей на решение которой направлена полезная модель является предотвращение сероводородного растрескивания.
Техническим результатом от использования полезной модели является повышение коррозионной стойкости внутренних конструкций сепаратора, улучшение коррозионной защиты внутренней поверхности корпуса сепаратора.
Полезная модель характеризуется тем, что на внутренние конструкции корпуса газового сепаратора нанесено алюминиевое покрытие толщиной не менее 30 мкм.
При этом покрытие выполнено с пропиткой силикон-эпоксидным высокопроникающим составом.
На рисунке 1 изображено схематичное протекание электрохимической реакции в пористой структуре алюминиевого покрытия, являющегося анодом по отношению к стальной основе в среде электролита.
Рис.2 фотография образца с алюминиевым покрытием, толщиной 60-100 мкм.
Рис.3 фотография индикаторной бумажки после проведения испытаний.
Алюминиевое покрытие является анодным по отношению к стальной основе, так как имеет потенциал более отрицательный, чем у стали.
Таблица 1.
Элемент
Mg
Al
Zn
Cr
Fe
Co
Ni
Ее, В
-2,37
-1,66
-0,76
-0,74
-0,44
-0,28
-0,25
Таблица 1. Электрохимический ряд
Алюминиевое покрытие обладает отличными противокоррозионными характеристиками.
С целью определения влияния пористости алюминиевого покрытия на скорость коррозии стальной поверхности было проведены ускоренные коррозионные испытания.
Данное испытание обычно используется для определения сквозной пористости покрытий. Для определения характера пористости образцы с покрытием были выдержаны в течение 20 минут в растворе железосинеродистого калия (40 г/л) и хлористого натрия (2 г/л). Железосинеродистый калий дает реакцию на железо, цвет раствора, в результате которой, из желтого становится синим (темно-синий осадок турнбулевой сини).
Индикацией наличия сквозной пористости в данном методе является появление темно-синих пятен на индикаторной бумажке, пропитанной раствором.
Поскольку алюминий имеет более отрицательный электродный потенциал по сравнению с электродным потенциалом железа, раствор, заполняя поры в покрытии, становится электролитом, как показано схематично на рис.1.
3
Во время протекания электрохимической реакции происходит растворение алюминия с поверхности покрытия в электролите с образованием нерастворимого белого осадка Аl(ОН)↓. В свою очередь стальная поверхность не корродирует и остается защищенной до полного растворения алюминиевого покрытия.
Во время коррозионных испытаний образующийся гидроксид алюминия заполнял поры покрытия, останавливая электрохимический процесс.
Таким образом, нанесение алюминиевого покрытия на внутреннюю поверхность корпуса газового реактора и его внутренние рабочие поверхности, толщиной не менее 30 мкм, снизит влияние агрессивной среды на поверхность конструкции, и увеличит их коррозионную стойкость.