勝利油田集輸管道內(nèi)防腐補口技術

(山東萊克工程設計有限公司，山東 東營 257026)

勝利油田集輸管道內(nèi)防腐補口技術

王 朋

(山東萊克工程設計有限公司，山東 東營 257026)

勝利油田集輸管道常用的內(nèi)防腐層補口技術包括內(nèi)補口機法、內(nèi)襯保護套(管)焊接法，不銹鋼接頭等；介紹埕島油田海底管道內(nèi)防腐層補口技術。

集輸管道 腐蝕控制 內(nèi)防腐層 補口

0 前言

伴隨著勝利油田的持續(xù)開發(fā)，油田采出液含水率增加，管輸介質(zhì)的腐蝕性增強，管道內(nèi)壁腐蝕日趨嚴重。因內(nèi)壁腐蝕出現(xiàn)管道穿孔的事故頻繁，已經(jīng)影響油田的正常生產(chǎn)。

對于油氣管道內(nèi)腐蝕控制措施，主要有管輸介質(zhì)處理、藥劑防腐、管道選材及材料優(yōu)化、管道內(nèi)壁防腐涂裝等。其中管道內(nèi)壁防腐涂裝是解決管道內(nèi)腐蝕最常用的方法。該方法主要分兩步：在預制工廠對直管的內(nèi)壁進行預制噴涂；管道現(xiàn)場焊接后對焊縫部位實施補口。

由于管道內(nèi)防腐層補口要在現(xiàn)場施工，其防腐質(zhì)量受施工環(huán)境、施工工藝的影響而不易保證，因此內(nèi)防腐層補口的質(zhì)量成為決定整條管道防腐質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)。同時油氣管道內(nèi)防腐層補口遇到的問題也成為影響管道內(nèi)壁涂裝技術發(fā)展的主要瓶頸。

目前勝利油田地面及海上集輸管道應用的內(nèi)防腐層補口技術主要有：內(nèi)補口機法、內(nèi)襯保護套(管)焊接法、不銹鋼接頭法以及機械連接法等。這些方法在實際的應用中各有其技術優(yōu)勢和特點，同時受施工工藝、環(huán)境的影響，也有其局限性。

1 內(nèi)補口機法

內(nèi)補口機法是在管道對口焊接安裝完成后，采用內(nèi)補口機對管道內(nèi)部焊縫區(qū)域進行防腐噴涂的方法。管道防腐層涂覆過程中，利用高壓泵將涂料輸送到高速旋轉(zhuǎn)的旋杯上；在離心力的作用下，高壓霧化的涂料呈微粒狀態(tài)高速噴射到管道內(nèi)表面，得到高質(zhì)量膜涂層[1]。

內(nèi)補口機法優(yōu)點是涂料高度霧化，形成的涂層光滑，無氣泡、針孔、成膜效果好；噴射涂料的線速度高，涂層附著力好[2]；同時施工速度快、效率高、施工費用較低，規(guī)模效益顯著。適用于長直管道焊口的內(nèi)防腐層補口涂裝。另外內(nèi)補口機在管道內(nèi)受施工條件、管道變形和焊縫的影響，補口質(zhì)量會受到一定影響。

圖1 內(nèi)襯保護套焊接法結構示意圖

2 內(nèi)襯保護套焊接法

內(nèi)襯保護套焊接法的主要程序包括管端脹口，鋼管內(nèi)表面涂裝，安裝內(nèi)襯保護套和鋼管焊接四步。該方法可用于海底管道海上現(xiàn)場連接用內(nèi)補口，內(nèi)襯保護套焊接法結構如圖1所示。

內(nèi)襯保護套焊接技術使用的內(nèi)襯保護套其材質(zhì)可以是非金屬的，也可以是金屬的(應與管道材料相同)，內(nèi)襯保護套可以有效的隔絕管輸介質(zhì)和焊口出管道內(nèi)壁的接觸，通過密封劑和O型密封圈的作用阻止管輸介質(zhì)的滲透，防腐技術性能和質(zhì)量可靠。

內(nèi)襯保護套焊接法加工工藝較為繁瑣，且對加工精度要求高，對施工裝備的依賴度高，綜合造價高，因此不容易普及。

3 不銹鋼接頭法

不銹鋼接頭法先在管道的兩頭焊接2個不銹鋼環(huán)，然后進行涂層涂敷，連接時用不銹鋼焊條將不銹鋼環(huán)焊在一起即可。

不銹鋼接頭法有效地解決了接頭的耐腐蝕問題，現(xiàn)場應用效果較好。但是由于該方法存在異種金屬結構焊接，焊縫處涂層一旦破損，兩種材質(zhì)的金屬結構就會形成電偶腐蝕，并且該方法尚無標準規(guī)范可以遵循，其防腐機理及效果有待做進一步的評價。

4 機械連接法

機械連接法在管道連接時不采用焊接的方式，而是對管口進行特殊處理或者借助其他機械裝置完成管道的連接及補口。主要包括承插壓接法、管箍連接、螺紋連接以及法蘭連接等。

機械連接法現(xiàn)場無需補口，有效的避免了管道內(nèi)防腐層的破壞、保證了內(nèi)防腐層的連續(xù)，且施工效率較高。但是機械連接法對機械加工的精度要求很高，且管道本體與機械連接裝置的匹配性能要求高，高壓作用下抗?jié)B透性能較差，不適用于高壓、大管徑管道的連接。

5 埕島海底管道的內(nèi)防腐層補口

勝利埕島油田是國內(nèi)最早開發(fā)的灘海油田，埕島油田各采油平臺均通過海底管道進行連接。由于海底管道其所處海洋環(huán)境的特殊性，特別是隨著管輸介質(zhì)腐蝕性的增強以及海底管道施工工藝的改進，對海底管道內(nèi)補口的防腐性能和施工涂裝工藝也提出了更高的要求。

目前勝利埕島油田的海底油氣管道一般采用內(nèi)補口機法和內(nèi)襯保護套相結合的內(nèi)防腐層補口工藝。海底管道內(nèi)防腐層補口的施工受海底管道敷設施工工藝的影響較大，海底管道敷設一般有浮拖法和鋪管法兩種。

5.1浮拖法內(nèi)防腐層補口

海底管道敷設采用浮拖法時，在陸地預制廠內(nèi)組焊的管道，其內(nèi)防腐層補口工藝與陸上管線相同，采用SL-Ⅱ型鋼質(zhì)管道內(nèi)涂層補口機噴涂，內(nèi)涂層結構為塞克-54陶瓷涂料2道，干膜厚度≥200μm；在海上對陸地預制廠組焊連接完成的長距離管道進行現(xiàn)場連接時，采用內(nèi)襯玻璃鋼保護套焊接法進行海上現(xiàn)場連接。

5.2鋪管法內(nèi)防腐層補口

海底管道敷設采用鋪管法時，除兩端立管與直管管道連接處采用內(nèi)襯玻璃鋼保護套焊接法外，其余直管段海底管道內(nèi)防腐層補口均采用SL-Ⅱ型內(nèi)涂層補口機噴涂。

海底管道鋪管施工采用的是作業(yè)線式的連續(xù)施工方式，如果仍然采用傳統(tǒng)的塞克-54陶瓷涂料2道的內(nèi)涂層防腐結構，第一道底漆噴涂完成后需干燥至表干才能噴涂第二道面漆，施工效率低且影響鋪管船上其他作業(yè)工序的施工，同時鋪管作業(yè)船租賃作業(yè)費用高昂，增加工程綜合造價。

針對現(xiàn)場出現(xiàn)的上述問題，為更好的與海底管道鋪管施工工藝相結合，設計過程中對海底管道內(nèi)防腐層補口的涂層結構及內(nèi)補口施工工藝進行調(diào)整。調(diào)整后的內(nèi)防腐層補口工藝，管道補口用內(nèi)防腐涂料考慮采用單道涂敷，成膜厚度厚，且與直管段塞克54防腐涂料匹配性能較好的無溶劑環(huán)氧類涂料。

通過對初步篩選的無溶劑雙組分液體環(huán)氧涂料和德國陶瓷油漆(型號：CPSF-APCS-2i)進行現(xiàn)場實驗，確定表干時間短，與直管塞克54內(nèi)防腐層匹配性能好的的德國陶瓷油漆作為管道內(nèi)防腐補口用涂料。德國陶瓷油漆在環(huán)境溫度19℃，相對濕度53%的條件，表干時間約3～4h。同時該涂料黏度高、單道涂覆成膜厚度可達400～500μm。作為無溶劑環(huán)氧類陶瓷涂料，與塞克54陶瓷涂料的匹配性能較高，且耐鹽霧性能突出，具有較好的防腐性能。

因此，最終確定的海底管道內(nèi)防腐補口的涂層結構為采用內(nèi)補口機噴涂德國陶瓷油漆(型號：CPSF-APCS-2i)，涂覆1道，干膜厚度≥400μm。同時針對涂料黏度及密度的變化，現(xiàn)場施工過程中對內(nèi)補口機噴涂的工藝進行相應的調(diào)整。提高內(nèi)補口機電機的噴涂壓力和轉(zhuǎn)速；適當增加旋杯的長度，保證涂料的A、B組份充分混合、熟化及均勻甩出。

通過調(diào)整防腐涂層的結構，減少內(nèi)防腐補口涂層的涂覆道數(shù)和時間，提高內(nèi)防腐補口的施工效率；對內(nèi)補口機涂覆施工工藝的調(diào)整保證了涂料與施工機具的的匹配性能和內(nèi)補口防腐效果。

6 結語

油氣管道防腐非常重要，相對于管道外防腐的可靠技術，內(nèi)防腐還是一個相對薄弱環(huán)節(jié)，內(nèi)防腐補口的質(zhì)量更是整條管線防腐質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)。文章結合不同內(nèi)防腐補口技術在勝利油田的應用情況，介紹了各種管道內(nèi)防腐層補口技術的特點，重點對埕島油田海底管道內(nèi)防腐層補口工藝進行闡述。以期為后續(xù)內(nèi)防腐層補口設計提供借鑒。

各種內(nèi)補口技術的使用都存在一定的局限性，因此開發(fā)一種能徹底解決內(nèi)防腐涂層管道焊口防腐問題的技術，需要科研人員加大對內(nèi)防腐補口技術的研究。

[1] 王振科, 游正安, 吳洪濤. 管道內(nèi)防腐層補口技術研究進展.管道技術與設備[J]. 2012,(3): 48-50.

[2] 孫衛(wèi)松, 劉萬寶, 鄭光明．小口徑管道內(nèi)壁防腐層補口機．石油工程建設[J]. 1994, 20(5) : 46-47．

The Internal Field Joint Coating Technology of Gathering Pipelines in Oilfeld

WANG Peng
(Shan Dong LaiKe Engineering Technology Co.,Ltd, Dongying 257026, China)

Internal coating has been widely used in ShengLi oilfeld gathering pipelines. Including automatic internal field joint coating vehicle, the internal lining joint, and the stainless steel jointmethod, etc.

gathering pipeline; corrosion control; internal coating; field joint

TE988

A

10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2014.08.085.03

王朋(1987-)，男，山東青州人，主要從事油氣田地面工程、長輸管道工程及海洋工程建設領域的腐蝕控制設計工作。