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鉆井機械防腐的分析

文檔作者：康建輝梁雄文檔來源：四川鹽業(yè)地質(zhì)鉆井大隊		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月24日
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第45卷
Vo1．45
中國井礦鹽
CHINA WEI AND R0CK SAIJT
鉆井機械防腐的分新
康建輝．梁雄
(四川鹽業(yè)地質(zhì)鉆井大隊，四川自貢643000)
摘要：介紹鉆井機械防腐的重要性，介紹機械設(shè)備腐蝕的分類、腐蝕原理，最后針對腐蝕機理，提出相關(guān)的鉆
井機械的防腐方法。
關(guān)鍵詞：鉆井機械；腐蝕原理；防腐措施
中圖分類號：TS32 文獻標識碼：A 文章編號：1()(】卜0335(2014)04一O034—02
Analysis of Anticorrosion to the Drilling Equipment
Kand Jianhuj．Liang Xiong
(Sichuan geology drilling company Ltd，SiChuan ZiGong 643000)
Abstract：This paper introduces the impo~anee of the anticorrosion to the drilling equipment and the corrosion classification and
corrosion mechanism of the mechanical equipment．At last，in view of the corrosion mechanism，this paper put forwards some
corrosion protection methods which is related the drilling equipment．
Key words：driing equipment，corrosion mechanism，corrosion protection methods
1 前言
鉆井工程常用的機械構(gòu)件、機械設(shè)備被稱為鉆
井機械，如：井架、底座。振動篩等。金屬表面與周圍
介質(zhì)發(fā)生化學及電化學作用而遭受破外，叫做金屬
腐蝕。金屬腐蝕是造成機械構(gòu)件、設(shè)備損壞的主要原
因。大量的金屬構(gòu)件和設(shè)備因腐蝕而報廢。因為鉆井
工程為野外的露天環(huán)境中作業(yè)的工程，加之鉆井工
程現(xiàn)場的酸、堿、鹽的威脅，鉆井機械極易受到腐蝕。
設(shè)備腐蝕直接和間接地造成巨大的經(jīng)濟損失。
發(fā)達國家每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占國民生
產(chǎn)總值的2～4％ ．美國每年因腐蝕要多消耗3．4％的
能源。我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失至少達二百
億。設(shè)備的腐蝕的巨大危害不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟損失，
它還會帶來慘重的人員傷亡、環(huán)境污染、資源浪費、
阻礙新技術(shù)的發(fā)展。
腐蝕根據(jù)不同的原理有多種分類。按腐蝕機理
可5t-為化學腐蝕和電化學腐蝕。按照環(huán)境介質(zhì)可分
為大氣腐蝕、土壤腐蝕、電解液腐蝕、非電解液腐
蝕、大氣腐蝕、接觸腐蝕、應力腐蝕等。按照腐蝕的
形態(tài)分為普遍腐蝕、局部腐蝕和應力腐蝕斷裂。
2 化學腐蝕
金屬的化學腐蝕是金屬在干燥氣體(如氧、氯、
硫化氫等)和非電解質(zhì)溶液中進行化學反應的結(jié)
果?；瘜W反應作用引起腐蝕，在腐蝕過程中不產(chǎn)生
電流。金屬的化學腐蝕只在特定的情況下發(fā)生，不
具普遍性。例如：金屬的氧化M+O--+MO。但是，在鉆
井工程中，如遇地層中有硫化氫氣體從井內(nèi)溢出，
會造成鉆具、井架的嚴重化學腐蝕。這種情況下化
學腐蝕是具有破壞性的。被硫化氫嚴重腐蝕的鉆
具、井架都是須要被強制報廢。
3 電化學腐蝕
金屬和介質(zhì)發(fā)生電化學反應而引起的腐蝕，在腐
蝕過程中有陽極和陰極區(qū)，電流可以通過金屬在一定
的距離中流動，如金屬在各種電介質(zhì)溶液(如海水、酸、
堿、鹽溶液、潮濕大氣等)中的腐蝕。在一般隋況下，電
化學腐蝕主要為微電池腐蝕和濃差電池腐蝕。
4 化學或電化學加機械因素的腐蝕
這是由多因素引起的腐蝕。由于各種因素的相
互作用．往往產(chǎn)生非常激烈的腐蝕，一般包括應力
腐蝕、腐蝕疲勞、空蝕腐蝕等。
對于鉆井工程構(gòu)件、設(shè)備，我們應該通過科學
的手段做好設(shè)備的選型、使用及維護保養(yǎng)工作，嚴
格控制構(gòu)件、設(shè)備的腐蝕，才能保證其使用壽命和
經(jīng)濟價值．增加鉆井工程的經(jīng)濟效益。
鉆井機械防腐保養(yǎng)工作可以從設(shè)計、維護保養(yǎng)
兩方面去著手。
作者簡介：康建輝(1988-)，男，四川閬中人，助理工程師，大學本科，主要從事設(shè)備管理工作。
{璺 ! 蘭 ：!
5 設(shè)計方面
康建輝等：鉆井機械防腐的分析
構(gòu)件、設(shè)備的功能作片J與設(shè)備在腐蝕環(huán)境下的
防腐設(shè)計是同等重要的?？梢詮囊韵聨讉€方面考慮
鉆井機械設(shè)備構(gòu)件的防腐設(shè)計。
5．1 材料的選用
用來制造通用機械設(shè)備的材料大部分是普通碳素
鋼．其特 階槲氐廉、功用方便，易=于力Ⅱ工。在普通工
作條件下，腐蝕對其危害不大。但對于在鉆井工程所處
的特殊工作環(huán)境中，鉆井機械設(shè)備很容易受到鉆井液
或鹽鹵的侵蝕，而發(fā)生嚴重腐蝕。雖然各企業(yè)大多會
對設(shè)備及構(gòu)件進行防腐除銹，但只要漆膜出現(xiàn)劃傷或
局部脫落．就會立即產(chǎn)生電化學腐蝕并不斷擴展，導
致使用壽命大大降低。因此化工企業(yè)不宜選用這類鋼
材制作的機械設(shè)備。而選用以耐蝕鋼如16MnCu、
09MnCupTi等普通低合金鋼為制造基材的設(shè)備。雖然
低合金鋼價格比碳鋼貴，但總的經(jīng)濟效益比碳鋼高。
據(jù)統(tǒng)計．低合金鋼所制設(shè)備的使用壽命是采用普通碳
素鋼設(shè)備的2_3倍，所以相對陸價比還是高很多。
5．2 采用防腐結(jié)構(gòu)和工藝沒計
如果構(gòu)件的幾何形狀沒計的不合理或過于復
雜．常常會引起機械應力、熱應力、積液、積塵及金
屬表面漆膜漏涂破損等缺陷，從而導致局部的氧化
腐蝕、縫隙腐蝕及應力腐蝕等腐蝕。因此必須從防
腐角度考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝設(shè)計的合理陛。應該做
到以下幾點。
5．2．1 構(gòu)件形狀應盡可能簡單。
5．2．2 構(gòu)件盡量選用同一種金屬材料，不同材料間
易發(fā)生電偶腐蝕。
5．2．3 防止構(gòu)件便面損壞和有傷痕。
5．2．4 防止殘余的水份在設(shè)備上的滯留。設(shè)計時要
避免有向上的容器狀凹處，如不能避免應設(shè)排水孔。
5．2．5 應避免焊接缺陷。比如焊瘤、咬邊、噴濺及未焊
透等，這些焊接缺陷會形成新的腐蝕點，如焊瘤除形
成應力集中外．還在焊瘤和母材間形成夾縫，咬邊是
形成應力集中的根源。它的凹陷邊也形成夾縫。這兩
種夾縫易產(chǎn)生應力腐蝕和縫隙腐蝕。合理的焊接工藝
和過硬的焊接技術(shù)是十分重要的。另外，焊縫未焊透
造成的夾縫和孔洞會引起焊縫腐蝕和／J"qL腐蝕。
5-3 強度設(shè)計上的防腐考慮
由于鉆井設(shè)備多出環(huán)境的高腐蝕性，所以對設(shè)
備及其附件的強度要寄予特別考慮。這就 色，構(gòu)件除
滿足機械強度和剛度要求外，還須留有腐蝕余量，這個
余量一般為設(shè)備設(shè)計壽命的內(nèi)腐蝕深度的兩倍。
6 設(shè)備的維護保養(yǎng)方面
6．1 在設(shè)備維護保養(yǎng)方面．，最常用最方便實用的就
是除銹涂漆
涂漆防腐的原理：機械設(shè)備表面的腐蝕主要是
指在外界環(huán)境下金屬表面與電解液(具有腐蝕性的
溶液)之間的化學反應所產(chǎn)生的均勻腐蝕。腐蝕的
主要因素在于電解液的存在。如果金屬表面能保持
潔凈干燥，就能較好的控制金屬設(shè)備的腐蝕。將金
屬表面與電解液分隔開或采用具有電極成分的物
質(zhì)來保護金屬表面。涂漆防腐就是基于這種原理將
金屬表面的防腐保護分為物理隔斷和陰極保護。物
理隔斷是采用隔離層將金屬表面與電解液隔開。為
此，通常采用致密的涂漆層作為隔離層。陰極保護
是利用防腐涂層中具有犧牲電極的特殊金屬成分
的腐蝕為金屬表面提供保護的方法。當漆膜局部破
外導致金屬表面與電解液發(fā)生接觸時．漆膜中的特
殊金屬成分在電解液中首先被腐蝕消耗，從而起到
對金屬表面的陰極保護。
6．2 為了是鉆井機械獲得防腐保護的理想效果，除
正確選用涂漆防腐系統(tǒng)外，還應重視防腐保護涂層
的表面處理和施工要求。
金屬表面處理的兩個指標為表面粗糙度和表
面處理等級。表面粗糙度是在手工或其他工具處理
后所具有的表面特征．它會直接影響漆膜的附著程
度，若漆膜的附著程度差，表面處理的粗糙度要相
對大一些。表面處理等級是表征金屬表面潔凈程度
的指標，它于環(huán)境要求有關(guān)。所處環(huán)境腐蝕性越強，
表面等級的要求越高。
6．3 在做好涂漆防腐的同時，要明確崗位職責。嚴
格管理
在日常工作中，注重保持設(shè)備潔凈。比如在正
常鉆進時，在崗人員負責日常設(shè)備機械設(shè)備的清潔
擦拭，避免油污、泥漿等腐蝕性污物與機械構(gòu)件、機
械設(shè)備直接接觸，規(guī)避設(shè)備被腐蝕性物質(zhì)侵蝕的風
險。注重設(shè)備放置的監(jiān)管，盡量避免相關(guān)設(shè)備直接
在日光下暴曬，受雨水沖淋。
鉆井設(shè)備的防腐工作。關(guān)系著鉆井設(shè)備的使用
壽命。甚至鉆井工程的安全實施，具有十分重要的
現(xiàn)實意義。只有掌握科學的防腐知識和技術(shù)，才能
最大限度實現(xiàn)鉆井機械設(shè)備的積極效益。
參考文獻
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版社。2005．
[2]王光耀．金屬材料腐蝕基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫[J]．北京化丁 學學報，1 9 9 5．
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( 塑旦塑 二QZ=蘭!!

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