埋地金屬管道腐蝕防護技術(shù)

大慶油田采油六廠

埋地金屬管道腐蝕防護技術(shù)

于敏 邵守斌大慶油田采油六廠

在埋地金屬管道的保護及維護上，開展了數(shù)值模擬陰極保護技術(shù)、大區(qū)域陰極保護技術(shù)、套管輔助陽極技術(shù)、碳纖維補強技術(shù)和廢舊油管利用等技術(shù)，延長了在用設(shè)備使用年限，保證了地面系統(tǒng)的安全運行。建議完善油田腐蝕防護數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對油田埋地管道進(jìn)行探測，徹底摸清埋地管道現(xiàn)狀及腐蝕狀況，建立埋地管道動態(tài)管理數(shù)據(jù)庫，及時進(jìn)行更新維護，為埋地管道科學(xué)評估和安全運行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

管道；保護技術(shù)；修復(fù)技術(shù)

1 陰極保護技術(shù)

（1）開展喇Ⅲ—Ⅰ區(qū)域陰極保護試驗，控制腐蝕速率。建設(shè)100m深井輔助陽極8座，陰極保護裝置8套，分流柜5個，開發(fā)應(yīng)用直流分配技術(shù)、IR降測試等技術(shù)。501地區(qū)經(jīng)過10年的維護運行，目前保護效果明顯，控制了腐蝕速度，經(jīng)過掛片試驗顯示，腐蝕速率由原來0.5mm/a下降到0.0125mm/a。保護電位均在-0.85～-1.2V之間，穿孔率由原來的3次/千米·年下降到0.04次/千米·年，有效地控制了該地區(qū)站內(nèi)容器、管道及套管的腐蝕速度，形成了一個完整的綜合區(qū)域防護體系，使陰極保護技術(shù)由平面管網(wǎng)拓展到油水井套管，實現(xiàn)了地上地下立體化防護。

（2）開展陰極保護優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)計精度。目前在喇451陰極保護站，建設(shè)75m深井輔助陽極井23座，陰極保護裝置23套，利用外加電流陰極保護對該站所屬21個間、350口油井、147km地面管道及站內(nèi)設(shè)施進(jìn)行陰極保護。通過利用數(shù)值模擬技術(shù)，優(yōu)化地床位置等先進(jìn)的設(shè)計手段，優(yōu)化減少2座深井輔助陽極地床及配套設(shè)施，降低了工程造價60萬元，進(jìn)一步控制了該地區(qū)腐蝕速度，實現(xiàn)了喇451中轉(zhuǎn)站、21座計量間、單井管道大區(qū)域立體防護體系。

（3）開展廢棄油水井套管為輔助陽極試驗，降低成本。采用廢棄油水井套管做為鋼鐵輔助陽極，利用外加電流法，直流電源正極連接套管輔助陽極，負(fù)極連接被保護金屬構(gòu)筑物（管道、淺表層套管），構(gòu)成一個完整的電流回路，實現(xiàn)陰極保護。

2 管道修復(fù)

（1）合金管應(yīng)用技術(shù)。合金化電化學(xué)防腐保溫管以成熟的熱浸鍍鋅技術(shù)為基礎(chǔ)，以油田大量報廢的油管為基材，將經(jīng)過處理的鋼或鑄鐵制件浸入熔融的鋅液中，在其表面形成鋅或鋅鐵合金層，利用熱浸鍍鋅的金相生長能力，修復(fù)油管表面的微觀缺陷處，使報廢油管的微小裂縫被金相填補，達(dá)到地面埋地管道應(yīng)用的性能要求。因此，可將油田大量的報廢油管經(jīng)低成本的處理后，應(yīng)用于地面管道。

（2）廢舊油管利用技術(shù)。通過室內(nèi)理化試驗表明：J55廢舊井油管的機械性能高于地面管道常用的20#碳鋼。根據(jù)力學(xué)性能計算和利用漏磁原理的探傷儀器現(xiàn)場檢測確定臨界壁厚：?73×5.5mm油管的臨界壁厚為2.79mm，?89×6.5mm油管的臨界壁厚為3.09mm。當(dāng)兩種規(guī)格油管最小壁厚大于臨界壁厚時，可直接應(yīng)用，內(nèi)壁不做防腐，外防腐采用黃夾克管保溫。在喇8—191、喇9—1902兩口井的單井管道試驗，共更換0.78km，推廣應(yīng)用2.2km，滿足了正常生產(chǎn)的要求，投資比新無縫鋼管下降了36%。

（3）碳纖維補強技術(shù)。針對地面管道局部出現(xiàn)點腐蝕，站內(nèi)主要管道出現(xiàn)滲漏情況而不能輕易停產(chǎn)的問題，利用樹脂基纖維增強復(fù)合材料在管道外形成復(fù)合材料修補層，分擔(dān)管道承受的載荷，降低管壁的應(yīng)力，并且限制管道缺陷處應(yīng)力集中，達(dá)到對管道補強的目的，恢復(fù)管道的正常承壓能力。

3 結(jié)語

目前運行的埋地管道腐蝕防護動態(tài)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)比較單一，缺乏埋地管道基本屬性數(shù)據(jù)。建議完善油田腐蝕防護數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對油田埋地管道進(jìn)行探測，徹底摸清埋地管道現(xiàn)狀及腐蝕狀況，建立埋地管道動態(tài)管理數(shù)據(jù)庫，及時進(jìn)行更新維護，為埋地管道科學(xué)評估和安全運行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.055