油田集輸管道腐蝕與防腐技術(shù)研究

馬清(江漢油田清河采油廠集輸大隊(duì)， 山東 壽光 262714)

油田集輸管道腐蝕與防腐技術(shù)研究

馬清(江漢油田清河采油廠集輸大隊(duì)， 山東 壽光 262714)

近年來(lái)，我國(guó)油田開(kāi)發(fā)的步伐不斷加快，在保證可持續(xù)發(fā)展的前提下有效緩解了我國(guó)能耗問(wèn)題。油田技術(shù)管道腐蝕是制約油田開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要問(wèn)題，本文簡(jiǎn)要分析了油田集輸管道腐蝕的類型，并針對(duì)性的提出了幾種防腐技術(shù)，旨在為解決我國(guó)油田集輸管道的腐蝕問(wèn)題提供參考。

油田；集輸管道；腐蝕；防腐技術(shù)

對(duì)于油田開(kāi)采來(lái)說(shuō)，集輸管道的防腐技術(shù)一直是相關(guān)學(xué)者專家關(guān)注和研究的焦點(diǎn)。管道長(zhǎng)期埋于地下會(huì)出現(xiàn)老化腐蝕的問(wèn)題，這會(huì)導(dǎo)致油氣出現(xiàn)泄露，影響運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定和安全?；谝陨?，本文簡(jiǎn)要分析了油田集輸管道的腐蝕及防腐技術(shù)，旨在延長(zhǎng)油田集輸管道壽命，保證運(yùn)輸安全穩(wěn)定，促進(jìn)油田開(kāi)采的發(fā)展。

1 油田集輸管道腐蝕的機(jī)理分析

(1)油田集輸管道的硫化氫腐蝕 相較于氧氣和二氧化碳來(lái)說(shuō)，硫化氫有著水溶性更好的特點(diǎn)，在溶于水的過(guò)程中會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，分解出HS-和S2-兩種陰離子，這兩種陰離子會(huì)吸附在油田集輸管道的金屬表面上，而集輸管道材料中存在Fe2+的陽(yáng)離子， Fe2+與兩種陰離子發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生氫氣和含鐵化合物，從而導(dǎo)致油田集輸管道遭受腐蝕。

(2) 油田集輸管道的硫化鈉腐蝕 在油田采出水中存在硫化鈉等堿性物質(zhì)，這種堿性物質(zhì)在油田環(huán)境下會(huì)對(duì)油田集輸管道產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕作用[1]。堿性物質(zhì)在油田采出水中是廣泛存在且不可避免的，其能夠?qū)τ吞锛敼艿赖慕饘俨牧袭a(chǎn)生氧化作用，進(jìn)而腐蝕金屬材料，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致油田集輸管道的泄漏。需要注意的是，硫化鈉的氧化作用受到溫度和濃度的影響，如果所處環(huán)境的溫度較高，且硫化鈉的濃度較大，則會(huì)催化硫化鈉對(duì)集輸管道金屬的氧化作用，氧化反應(yīng)更加劇烈，腐蝕程度更加嚴(yán)重。此外，硫化鈉的腐蝕作用海域集輸管道金屬的材質(zhì)和質(zhì)量有關(guān)，其具體的公式如下：

v=w0-w1/S·T

式中：自重V為失重時(shí)集輸管道金屬材料被腐蝕的速率; w0為集輸管道金屬材料的初始重量; w1為在剔除腐蝕物之后的集輸管道金屬材料的重量;S為集輸管道金屬材料與腐蝕物的接觸面積;T為整個(gè)腐蝕進(jìn)行的時(shí)間。

從上述的分析可知，選擇金屬材料作為油田集輸管道材料不僅面臨著酸性物質(zhì)腐蝕，還會(huì)面臨著堿性物質(zhì)腐蝕，這就對(duì)集輸管道的防腐技術(shù)提出了更高的要求。

2 油田集輸管道防腐技術(shù)探討

(1)選擇防腐管材 對(duì)于油田集輸管道來(lái)說(shuō)，其主要面臨的酸性腐蝕物質(zhì)為碳酸、硫化氫等，其中硫化氫對(duì)于油田集輸管道的腐蝕性更強(qiáng)。相較于母材來(lái)說(shuō)，硫化氫對(duì)于集輸管道的腐蝕更大，且腐蝕速度更快，但對(duì)于不同的集輸管道金屬材料來(lái)說(shuō)，酸性腐蝕會(huì)產(chǎn)生不同的腐蝕效果，相較于碳鋼材料和低合金鋼材料的油田集輸管道來(lái)說(shuō)，采用不銹鋼材料制作的油田集輸管道酸性腐蝕速度更慢，不銹鋼集輸管道在應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)在表面形成一層含有金屬鎳和金屬鉻的物質(zhì)，這就實(shí)現(xiàn)了對(duì)酸性腐蝕材料的隔離作用，從而降低酸性腐蝕的概率，而不銹鋼本身也是一種不易遭到腐蝕的材料，即使遭遇腐蝕其腐蝕深度也不會(huì)很大，不容易出現(xiàn)集輸管道泄露的重大事故[2]。但油田集輸管道的材料選擇不僅要考慮到防腐性，同時(shí)還要考慮到抗壓性、耐磨酸性以及材料強(qiáng)度等，因此在實(shí)際的應(yīng)用中經(jīng)常采用奧氏體不銹鋼作為集輸管道材料。

此外，還可以通過(guò)在集輸管道表面設(shè)置防腐層的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)防腐，例如可以利用3PE、FBE等金屬材料設(shè)置防腐保護(hù)層，可以在集輸管道表面鍍一層其他金屬，如電鍍法、熱噴鍍等，此外，還可以對(duì)集輸管道金屬材料進(jìn)行氧化處理，形成一層氧化膜來(lái)實(shí)現(xiàn)防腐。

(2)合理使用緩蝕劑 在油田集輸管道的腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑能夠有效降低油田集輸管道的腐蝕速率，就目前來(lái)看，當(dāng)前主要用到的緩蝕劑有有機(jī)緩蝕劑和無(wú)機(jī)緩蝕劑兩種，對(duì)于油氣田的集輸管道來(lái)說(shuō)，一般選用有機(jī)緩蝕劑來(lái)進(jìn)行防腐。

(3)電化學(xué)保護(hù)技術(shù) 通過(guò)上述的分析可知，無(wú)論是油田集輸管道的酸性腐蝕還是堿性腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕，可以對(duì)癥下藥，選擇合適的電化學(xué)保護(hù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)防腐，例如當(dāng)前比較常用的犧牲陽(yáng)極保護(hù)法、強(qiáng)制電流保護(hù)法等[3]。

(4)做好防腐管理，實(shí)現(xiàn)有效預(yù)防 防腐管理指的是對(duì)油田集輸管道的日常維護(hù)和管理，利用科學(xué)的設(shè)備定期檢查集輸管道，查找腐蝕威脅，制定檢修策略，在檢查之后記錄檢修的位置，在下次檢查的過(guò)程中針對(duì)性檢查曾經(jīng)出現(xiàn)腐蝕的位置，避免二次腐蝕出現(xiàn)，通過(guò)防腐管理實(shí)現(xiàn)防患于未然，有效的預(yù)防集輸管道腐蝕問(wèn)題，從而保證運(yùn)輸?shù)陌踩头€(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，油田集輸管道的腐蝕是比較復(fù)雜的，本文簡(jiǎn)要分析了硫化氫腐蝕和硫化鈉腐蝕兩種主要的腐蝕方式，并針對(duì)性的提出了選擇防腐管材、合理使用緩蝕劑、電化學(xué)保護(hù)技術(shù)以及防腐管理等油田集輸管道防腐技術(shù)，旨在提升油田管道的防腐水平，促進(jìn)原油運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定和安全，從而促進(jìn)油田開(kāi)發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]孟建勛,王健,劉彥成,劉志梅,劉培培.油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理與防腐技術(shù)研究進(jìn)展[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,03:21-23.

[2]盧智慧,何雪芹,何昶.塔河油田集輸管道腐蝕因素及防腐措施[J].油氣田地面工程,2015,07:18-20.

[3]喬煥芳.延長(zhǎng)油田集輸管道防腐技術(shù)研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,02:109-110.

馬清(1966- )，男，漢族，湖南澧縣人，本科，中級(jí)職稱，研究方向：石油工程，原油集輸，采油。