油田管道防腐保溫技術(shù)的具體應(yīng)用

巴顯濤

（大慶油田第二采油廠基建工程管理中心，黑龍江 大慶 163414）

0 引言

油田管道在對原油運輸過程中，需對管道進(jìn)行防腐保溫措施，提升管道的使用壽命。油田管道的防腐保溫層，可對運輸中的原油進(jìn)行保溫，使其可在管道中流暢運輸，在正確的技術(shù)支持下，可對管道形成有效防腐，提升管道的工作效率。

1 油田管道腐蝕成因

石油作為重要能源之一，在對其進(jìn)行開采時，需通過管道對石油進(jìn)行運輸，由于石油處于地下，在對管道進(jìn)行鋪設(shè)時，一般采取埋地、架空和管溝等方式對管道進(jìn)行安裝，但管道經(jīng)過長時間的使用，石油管道內(nèi)部和接口處，易產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象[1,2]。當(dāng)前石油管道一般使用金屬材質(zhì)，其金屬被腐蝕主要是金屬易與水和氧氣發(fā)生吸氧腐蝕現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，金屬中低電極電位由于電子的缺失形成陽極，金屬中高電極電位得到電子形成陰極，此時可形成氫氧化亞鐵Fe（OH）2，其作為鐵銹附著在金屬管道表面，其疏松的結(jié)構(gòu)，未能對管道起到保護(hù)作用，使其可繼續(xù)進(jìn)行氧化，致使管道內(nèi)部被腐蝕。石油管道在鋪設(shè)過程中，一般以管線設(shè)計為主，未能對地質(zhì)問題進(jìn)行考慮，管道周圍的土壤易滋生大量的微生物，且土壤中的電阻率、含水量、酸堿度等都將對管道造成腐蝕性影響。

2 油田管道防腐保溫層失效分析

油田在進(jìn)行開采過程中，需對油田管道采取保溫措施，其主要目的是為防止介質(zhì)溫度減低或高溫傷人，同時對原油進(jìn)行保溫，可有效降低原油粘度，提升其運輸?shù)牧鲿承浴鹘y(tǒng)的油田管道保溫材料主要由石灰棉、礦渣棉、硅藻泥等組成，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型材料的逐步引進(jìn)，可提升石油管道的保溫程度。當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的材料為硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，簡稱聚氨酯硬泡，由防護(hù)層、保溫層和防腐層組成，因此又稱其為夾克保溫管，其具有閉孔結(jié)構(gòu)，重量輕、隔熱效果佳、比強度高、耐熱、耐寒、防震等特性，可對石油管道進(jìn)行有效保護(hù)。

但部分石油管道的防腐保溫層易造成失效，使其與外界土壤和微生物發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致管道產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。其主要原因為外力破壞、施工質(zhì)量差和自然環(huán)境腐蝕等，外力破壞是指石油管道埋設(shè)深度較淺，機械設(shè)備在進(jìn)行運輸和裝載過程中，易造成保溫層破壞。工作人員應(yīng)按照圖紙進(jìn)行正確施工，并對施工路徑進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)置相應(yīng)的注意事項，避免因外力導(dǎo)致防護(hù)層受到損害。

施工質(zhì)量差是指在工程施工時，質(zhì)量把控不嚴(yán)格，在鋪設(shè)防護(hù)層時，由于工作人員的誤操作對防護(hù)層造成損害，并未對破損處進(jìn)行及時處理，導(dǎo)致留下安全隱患。工作人員未能保持防護(hù)層表面的清潔程度，將導(dǎo)致防護(hù)層補口處出現(xiàn)粘結(jié)不嚴(yán)等問題，進(jìn)而使防護(hù)層脫落，同時在進(jìn)土層回填時，堅硬石塊也是導(dǎo)致防護(hù)層破損的原因之一。施工人員應(yīng)正確按照施工圖紙進(jìn)行規(guī)范操作，并對地質(zhì)進(jìn)行勘探，當(dāng)遇見特殊地質(zhì)時，應(yīng)制定相應(yīng)的方案，保證回填土的密度與周圍環(huán)境相一致[3]。

3 油田管道防腐保溫技術(shù)的應(yīng)用

3.1 保溫材料的應(yīng)用

當(dāng)前油田管道保溫材料一般分為有機高分子材料和無機多孔材料。有機高分子材料包括酚醛泡沫材料，溫度適應(yīng)性強，但其在使用過程中需要對其進(jìn)行溫控催熱，使其得到固化程度，酚醛材料脆性較大且吸水能力強，荷載承受力較小。聚苯乙烯材料，其以樹脂和發(fā)泡劑融合而成，其粘性較大，可對管道進(jìn)行吸附，對管道形成有效保護(hù)，但其在高溫下易融化，其使用環(huán)境受限。聚氨酯材料性能優(yōu)越，實用性強，且工藝簡單，其溫度承受范圍在100℃，可適用于大多數(shù)溫控管道。無機多孔材料主要以磷酸鹽材料為主，通過其與鎂化物進(jìn)行反應(yīng)，使用氧化劑對其進(jìn)行催化反應(yīng)，可催生出發(fā)泡型磷酸鹽化合物，其具有發(fā)泡率高、防水性高和強度高等特性。

依據(jù)材料的綜合特性可得出聚氨酯材料為管道保溫材料首選之一，其制作工藝已經(jīng)達(dá)到預(yù)制水準(zhǔn)，通過技術(shù)的不斷優(yōu)化，可將材料間的優(yōu)點進(jìn)行融合，對其性能進(jìn)行優(yōu)化，通過復(fù)合型結(jié)構(gòu)，提升材料的自身保溫性、耐腐蝕性、高強度等，因此可對保溫層進(jìn)行內(nèi)外設(shè)置，通過有機和無機結(jié)合的方式，提升材料的使用范圍?？蓪?nèi)層設(shè)置為磷酸鹽材料，將外層設(shè)置為聚氨酯材料，由于管道內(nèi)部溫度較高，磷酸鹽材料的選用可對管道進(jìn)行隔熱，外層的聚氨酯材料具有防水性，可有效隔絕土壤中水分等，對管道進(jìn)行防腐保溫。

3.2 防腐技術(shù)的應(yīng)用

防腐技術(shù)的應(yīng)用包括管道陰極保護(hù)法、緩蝕劑使用措施等。石油管道在輸油過程中，由于石油含有水分，在氧氣作用下易于管道發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，致使管道腐蝕，陰極保護(hù)法主要是對管道的陽極電位進(jìn)行隔離，使其無法通過電位形成反應(yīng)，但由于管道線路過長，此方法技術(shù)含量較高，在實施過程中，將具有一定的難度，一般需配合緩蝕層進(jìn)行使用。緩蝕劑是直接作用于管道表面，通過形成一定厚度的防腐層，可對空氣進(jìn)行隔離，同時可延緩管道的腐蝕，提升管道的使用壽命，達(dá)到防腐的最終目的。

4 結(jié)語

綜上所述，在對防腐保溫技術(shù)進(jìn)行分析時，以聚氨酯材料和磷酸鹽材料作為管道的內(nèi)外層防腐，并以緩蝕劑和陰極保護(hù)法為主，可對管道進(jìn)行有效防護(hù)，提升其工作性能。