纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯技術(shù)應(yīng)用研究

唐　勇，趙小瑋，劉二龍，趙小瑩，張曉鵬，高　武

1.中國石油長慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心（陜西西安710018）

2.陜西延安石油天然氣有限公司（陜西西安710018）

3.中國石油長慶油田分公司第十采油廠（甘肅慶陽745100）

4.中國石油長慶油田分公司長北作業(yè)分公司（陜西榆林719000）

■大家談

纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯技術(shù)應(yīng)用研究

唐勇1，趙小瑋2，劉二龍3，趙小瑩4，張曉鵬1，高武1

1.中國石油長慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心（陜西西安710018）

2.陜西延安石油天然氣有限公司（陜西西安710018）

3.中國石油長慶油田分公司第十采油廠（甘肅慶陽745100）

4.中國石油長慶油田分公司長北作業(yè)分公司（陜西榆林719000）

隨著我國油氣資源開發(fā)利用的持續(xù)推進，各油田區(qū)域投入使用的輸送含水原油及油田污水等腐蝕介質(zhì)的鋼制管道數(shù)量逐年增加，因內(nèi)壁腐蝕造成的管道破漏嚴重影響正常生產(chǎn)運行和環(huán)境保護。對纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯性能特點、施工工藝進行介紹，對典型案例進行對比研究和整體應(yīng)用情況統(tǒng)計分析，總結(jié)歸納了該內(nèi)襯技術(shù)具有的各項優(yōu)點。實踐證明，纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯技術(shù)耐腐蝕性能優(yōu)良，施工工藝成熟，作業(yè)周期短，有效防治了管道內(nèi)壁腐蝕，減少了管道破漏，保護了生態(tài)環(huán)境。

腐蝕介質(zhì)；鋼制管道；內(nèi)壁腐蝕；內(nèi)襯技術(shù)

纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯以高性能環(huán)氧樹脂為主要成膜物，玻璃纖維作為增強體的內(nèi)防腐覆蓋層，耐腐蝕性和機械性能優(yōu)良，且具有較強的厚涂性。該技術(shù)目前在全國并未得到大范圍推廣應(yīng)用，尚無相應(yīng)的施工技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量驗收規(guī)范。但近年來，中國石油長慶油田為解決因內(nèi)壁腐蝕造成的管道破漏，減少環(huán)境污染事故的發(fā)生，保證正常生產(chǎn)運行，將該項技術(shù)運用油田原油、污水管道的內(nèi)壁腐蝕防治，取得了良好的效果。

1　工藝介紹

1.1工藝流程

工藝流程為：施工準備→管線整體檢查→除垢/熱洗、酸洗→壓力檢驗（舊）→吹掃→涂敷器→在線噴砂除銹→風(fēng)送擠涂→質(zhì)量檢驗→補口。

1.2主要施工工序

1）管線整體檢查。沿管線的安裝位置檢查管線的起伏狀態(tài)，精確丈量管線的長度，確認管線的起端與末端。

2）除垢/熱洗、酸洗。舊管線由于已經(jīng)投用，管壁結(jié)垢，噴砂除銹一般不容易清除掉，這種情況下采用管線除垢器除垢。管壁上存在油垢、結(jié)蠟等，則采用熱洗、酸洗。

3）壓力檢驗。舊管道壓力檢驗的強度實驗壓力應(yīng)達到原設(shè)計壓力的70%，梯度升壓，并穩(wěn)壓4h，管道壓降小于1%，無滲漏、變形，則壓力檢驗合格，滿足進行纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯處理的基本條件。

4）在線噴砂除銹。針對具有一定連續(xù)長度的管道，用壓縮空氣或其他方法向管道內(nèi)金屬表面強力噴射砂粒，使表面凈化或粗化，達到sa2.5級的表面處理要求，保證內(nèi)涂層連續(xù)完整性［1］。

5）風(fēng)送擠涂。利用壓縮空氣推動擠涂器，使擠涂器在管道內(nèi)勻速行進，使防腐原料均勻涂覆于管道［2-3］。

6）質(zhì)量檢驗。由于纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯技術(shù)尚無相關(guān)質(zhì)量驗收規(guī)范，實際應(yīng)用過程中，參照SY/T 0457-2010《鋼制管道液體環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標準》，選取耐磨性、耐沖擊、附著力、及耐化學(xué)穩(wěn)定性、耐原油穩(wěn)定性、硬度、外觀等指標實現(xiàn)對內(nèi)襯的質(zhì)量控制［4］，外觀檢驗和電火花檢漏可在現(xiàn)場完成，其他指標在有資質(zhì)的試驗檢測機構(gòu)完成。

2　使用范圍及現(xiàn)場應(yīng)用

2.1使用范圍

纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯材料按照其使用環(huán)境分為5類，具體使用范圍見表1。

2.2現(xiàn)場應(yīng)用

2.2.1應(yīng)用統(tǒng)計

長慶油田2012年至2015年間在輸油管道、油田污水注水管道、供水管道上共計應(yīng)用達到5 478km以上，其中輸油管線共計4 312km，占總量的78.7%；注水管線共計應(yīng)用732km，占總量的13.3%；供水管線共計應(yīng)用434km，占總量的7.9%。

2.2.2實例

長慶油田分公司采油二廠華池油田投產(chǎn)于20世紀80年代，單井綜合含水60.5%，由于區(qū)塊進入高含水期開發(fā)，內(nèi)腐蝕導(dǎo)致管線頻繁破漏。尤其是剖53-8井組至華十二轉(zhuǎn)、華201-1井組至華十三轉(zhuǎn)兩條輸油管線情況最為嚴重，管道具體情況見表2。

2010年5月對兩條輸油管線進行纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯處理，正式內(nèi)襯施工前，先參照SY/T 0457-2010《鋼制管道液體環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標準》并結(jié)合管道的實際使用工況，確定10項主要技術(shù)指標進行施工工藝評定，試擠涂管道，分別經(jīng)過現(xiàn)場檢測和專業(yè)檢測機構(gòu)檢測，檢測結(jié)果見表3。

根據(jù)檢測結(jié)果，技術(shù)指標符合參照標準要求，并據(jù)此確定施工工藝。

2012年6月和2013年8月分兩次隨機截取華201-1井組至華十三轉(zhuǎn)輸油管道100mm長管段進行內(nèi)襯層外觀復(fù)檢，如圖1、圖2所示。

管線內(nèi)壁涂層完整、無起泡、無脫落，其防腐效果良好且5kV電火花檢漏無漏點。

運行6年后，再對兩條管線運行情況與未涂覆纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯前的運行情況進行比對分析，華201-1井組至華十三轉(zhuǎn)輸油管道內(nèi)襯處理前年均破漏8次，處理后6年未發(fā)生腐蝕破漏；剖53-8井組至華十二轉(zhuǎn)輸油管道內(nèi)襯處理前年均破漏6次，處理后6年年均破漏0.5次，管道內(nèi)壁腐蝕破漏均得到了有效根治。

表1　纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯材料使用范圍

表2　管線運行的基本情況

表3　內(nèi)襯技術(shù)性能

圖1　使用2年涂層外觀（2012年6月）

圖2　使用3年涂層外觀（2013年8月）

3　效果分析

長慶油田從2008年開始共對730條集輸管道進行了涂覆纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯處理，其中93.1%的管線再未發(fā)生內(nèi)壁腐蝕穿孔；6.9%的管道內(nèi)襯后因固化時間不足、外力破壞等其他因素影響發(fā)生少量局部穿孔。

1）對新建管道的內(nèi)襯和舊管道的內(nèi)修復(fù)均具有良好的效果，確保了油田安全生產(chǎn)。

2）延長管道使用壽命1倍以上，而防腐層部分的投資僅占管道建設(shè)投資的10%～15%。

3）管道內(nèi)涂層表面摩擦系數(shù)小，流體流動的磨阻小，管道輸送量可提高5%～10%［5］。

4）控制了原油及污水管道破漏事故的發(fā)生，有效地保護了生態(tài)環(huán)境。

5）減少了應(yīng)急搶險頻次，降低生產(chǎn)運行成本。

4　結(jié)束語

目前在油田正常生產(chǎn)過程中，管線內(nèi)腐蝕造成的破漏，仍然是影響安全生產(chǎn)和環(huán)境保護的主要因素。纖維增強復(fù)合防腐內(nèi)襯技術(shù)耐腐蝕性能優(yōu)良，施工工藝成熟，作業(yè)周期短，在長慶油田的實際運用中收到了很好的效果，具有較高的推廣價值。

［1］郝新，郭洪飛，馬志超，等.小口徑長輸管線內(nèi)擠涂工藝探索［J］.腐蝕與防護，2006，27（11）：12-14.

［2］葉為軍.整體風(fēng)送在線內(nèi)擠涂工藝［J］.青海石油，2004，22（2）：85-87.

［3］王力.管道防腐內(nèi)擠涂施工［J］.石油工程建設(shè)，1989，15（3）：45-46.

［4］大慶油田建設(shè)集團工程設(shè)計研究院.鋼制管道液體環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標準：SY/T 0457-2010［S］.北京：石油工業(yè)出版社，2010.

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

With the sustainable development and utilization of oil and gas resources in China，the use amount of steel pipeline used for transporting water-containing crude oil and oilfield sewage，is increasing year by year，and the pipeline leakage caused by the corrosion of the media seriously affects the normal production and the environmental protection in oilfields.The property characteristics and con?struction technology of the fiber reinforced composite anticorrosive lining are introduced，the advantages of the fiber reinforced compos?ite anticorrosive lining technology are summarized according to the comparison of typical application cases and the statistical analysis of the application results of the technology.Practice proves that the fiber reinforced composite anti-corrosion lining has excellent corrosion resistance，mature construction technology and short operating period，it effectively prevents and controls the inner wall corrosion of the pipeline，reduces the leakage of the pipeline and protects the ecological environment.

corrosive medium；steel pipe；inner wall corrosion；lining technology

唐勇（1975-），男，工程師，現(xiàn)主要從事工程質(zhì)量監(jiān)督工作。

本文編輯：王梅2016-06-25