西北油田集輸泵站儲罐與管道修復(fù)技術(shù)

許克明 中國石化西北油田分公司塔河油田采油三廠

西北油田集輸泵站儲罐與管道修復(fù)技術(shù)

許克明 中國石化西北油田分公司塔河油田采油三廠

西北油田坨四站的鋼制儲罐在運(yùn)行中經(jīng)常遭受內(nèi)外環(huán)境介質(zhì)的腐蝕，喘流腐蝕（磨耗腐蝕）是集輸泵站管道腐蝕穿孔頻繁的主要因素。選擇電阻很大的防腐絕緣層對管線進(jìn)行保護(hù)是地下管線防腐的主要措施。應(yīng)用強(qiáng)制電流陰極保護(hù)方法，在集輸泵站站區(qū)內(nèi)構(gòu)筑大的防腐蝕保護(hù)網(wǎng)，可以有效地解決儲罐底板外腐蝕的問題。在管線底部放空時，管線上部必須有敞開的閥門，防止管線抽癟。因此，建議進(jìn)行HDPE管修復(fù)技術(shù)的研究。

儲罐；管道；腐蝕；覆蓋層；修復(fù)；HDPE管

1 腐蝕原因分析

（1）儲罐。西北油田坨四站的鋼制儲罐在運(yùn)行中經(jīng)常遭受內(nèi)外環(huán)境介質(zhì)的腐蝕。內(nèi)部腐蝕主要與儲存介質(zhì)的性質(zhì)、種類、成分、溫度、更換的頻率等因素有關(guān)。罐內(nèi)存儲的液體有兩個腐蝕環(huán)境[1-2]，一是氣相，二是液相。而對于存儲原油的鋼罐，其液相又分為兩層，一是油層，二是罐底部的沉積水層，罐內(nèi)空間產(chǎn)生部分的凝結(jié)水汽和油中所含的油田伴生水，最終導(dǎo)致儲罐產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。

（2）管線。喘流腐蝕（磨耗腐蝕）是集輸泵站管道腐蝕穿孔頻繁的主要因素。如井排進(jìn)分離器和分離器進(jìn)原油一級沉降罐管線，因油水介質(zhì)含砂量高，在壓力作用下高含砂的液體與金屬管線內(nèi)壁的相對運(yùn)動，使油水介質(zhì)與金屬之間產(chǎn)生切應(yīng)力，切應(yīng)力能剝離金屬表面上的保護(hù)膜和腐蝕產(chǎn)物，高速流動的油水介質(zhì)帶著砂粒子流過金屬表面時，因研磨作用而破壞金屬內(nèi)壁。從更換的井排進(jìn)分離器的DN500管線觀察發(fā)現(xiàn)，在管線內(nèi)壁底部的金屬表面具有明顯的溝、槽、凹谷的外觀形態(tài)，同時具有一定的方向性。

2 儲罐修復(fù)

（1）金屬表面覆蓋層。對于儲罐的外壁覆蓋層要考慮氣溫、陽光、雨露、風(fēng)沙等因素的影響。坨四站的儲油罐主要采用的是非金屬覆蓋層。外壁主要采用氯磺環(huán)聚乙烯防腐涂料；儲罐內(nèi)壁使用的覆蓋層要求具有不變質(zhì)、耐潮、抗?jié)B透，對金屬有良好的附著性，抗沖擊，耐存儲高溫等特點(diǎn)。坨四站污水儲罐內(nèi)壁防腐層采用具有耐腐蝕性材料環(huán)氧富鋅和環(huán)氧玻璃鱗片防腐涂料。

（2）儲罐內(nèi)壁陰極保護(hù)。在3 000 m3一次除油罐的罐底板以放射狀均勻分布鋁陽極，分布在3個圓周上，壁板在距離罐底板3 m、8 m處，分別環(huán)向均布了23塊陽極。采用的陽極是耐溫型鋁合金陽極FFAL－H，保護(hù)范圍是罐底板全部、污水儲罐的內(nèi)壁。

（3）儲罐底板外壁陰極保護(hù)。儲罐底板座落在瀝青砂基礎(chǔ)上，瀝青砂層產(chǎn)生破裂紋，地下水上升造成罐底板腐蝕。這種腐蝕由土壤環(huán)境和儲罐運(yùn)行條件所決定，行之有效的防腐蝕方法就是強(qiáng)制電流陰極保護(hù)法[3]。外加電流陰極保護(hù)原理：用外部的直流電源作陰極的極化電源，電源的負(fù)極接被保護(hù)構(gòu)筑物，將電源的正極接至輔助陽極，在電流的作用下，使被保護(hù)構(gòu)筑物（鋼制儲罐）發(fā)生陰極極化，實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)。

3 管道修復(fù)

（1）防腐層選擇。選擇電阻很大的防腐絕緣層對管線進(jìn)行保護(hù)是地下管線防腐的主要措施。絕緣層的作用是把管線與土壤隔離開來，切斷電化學(xué)反應(yīng)的電通路，抑制管線的腐蝕。如埋地管道外部常用石油瀝青防腐層，管道內(nèi)壁采用玻璃磷片涂料。

（2）操作方法。將預(yù)制折疊成的HDPE管用纜線拉入，管線兩頭留有封閉管且管線上安裝有壓力表，用壓風(fēng)機(jī)向管內(nèi)充氣，在1MPa的壓力下穩(wěn)壓24 h。HDPE管材接頭采用電熱熔對接和法蘭連接方式。管線于2001年9月19日修復(fù)投產(chǎn)使用，至今只在管線三通處穿孔2次（管線三通處未使用HDPE，內(nèi)壁采用玻璃磷片涂料，造成腐蝕穿孔）。

（3）非金屬管材。為解決腐蝕問題，目前采用了PVC管(聚氯乙烯管），聚氯乙烯屬于中等極性的非晶態(tài)熱塑性材料，其剛性增強(qiáng)，有突出的機(jī)械性能，解決了污水藥劑管線腐蝕穿孔嚴(yán)重的問題，目前使用情況很好。

4 結(jié)語

對運(yùn)行5～6年的原油一級沉降罐應(yīng)強(qiáng)制進(jìn)行大修，如更換罐底等項(xiàng)目；對運(yùn)行7～8年的原油二級沉降罐應(yīng)強(qiáng)制進(jìn)行大修，對于油水儲罐強(qiáng)制進(jìn)行檢修，定期清砂、維護(hù)罐底、罐頂。應(yīng)用強(qiáng)制電流陰極保護(hù)方法，在集輸泵站站區(qū)內(nèi)構(gòu)筑大的防腐蝕保護(hù)網(wǎng)，可以有效地解決儲罐底板外腐蝕的問題。儲罐內(nèi)壁玻璃鋼防腐材料不適宜用于罐內(nèi)防腐。

尼龍管材由于其伸縮系數(shù)大，受溫度變化影響較大，故在生產(chǎn)使用中易出現(xiàn)滲漏、變形等問題。管線在停產(chǎn)時尼龍管法蘭連接滲漏嚴(yán)重，法蘭連接處的墊子易變形、刺壞。管線再次投產(chǎn)時，尼龍管因溫度突然升高，管線膨脹造成管線扭曲變形嚴(yán)重，是導(dǎo)致尼龍管尤其是在法蘭根部產(chǎn)生大裂紋的主要原因。因此，建議在井排來液進(jìn)分離器，分離器出口進(jìn)原油一級沉降罐的工況下，不適宜用尼龍管材。

目前生產(chǎn)中存在問題如下：一是HDPE管在施工中易出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，導(dǎo)致管線堵塞；又由于該管材不能用氣割尋找堵塞點(diǎn)，最終結(jié)果是更換全部管線。二是HDPE管線停產(chǎn)維修放空時一定要在正壓（即管線內(nèi)部壓力大于1MPa）狀態(tài)下放空，否則管內(nèi)液體溫度降低會造成管線抽癟事故；在管線底部放空時，管線上部必須有敞開的閥門，防止管線抽癟。因此，建議進(jìn)行HDPE管修復(fù)技術(shù)的研究。

[1]俞蓉蓉，蔡志章．地下金屬管道的腐蝕與防護(hù)[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1998．

[2]萬德立，郜玉新，萬家瑰．石油管道、儲罐的腐蝕及其防護(hù)技術(shù)（第2版）[M]．北京:石油工業(yè)出版社，2006．

[3]魏勝．油田管道修復(fù)技術(shù)[J]．油氣田地面工程，2009，28（3）：68-69．

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.038

（欄目主持 焦曉梅）