芻議油田地面工程施工中防腐技術(shù)應(yīng)用

孫紅霞

（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠基建工程管理中心，黑龍江 大慶 163511）

0 引言

我國(guó)油田產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，能源運(yùn)輸一直是主要工作內(nèi)容，管道系統(tǒng)作為能源運(yùn)輸重要組成部分關(guān)系著運(yùn)輸穩(wěn)定性。隨著油田建設(shè)范圍擴(kuò)大，地面管道建設(shè)環(huán)境趨于復(fù)雜化，對(duì)油田地面工程施工提出了挑戰(zhàn)。為確保能源運(yùn)輸順利就要加強(qiáng)地面工程腐蝕問(wèn)題研究，采取可行性方案從而解決這一問(wèn)題。

1 油田地面工程施工防腐技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

油田地面工程施工加強(qiáng)防腐控制具有重要作用。我國(guó)國(guó)土面積大，但石油資源有限且分布不完整，為保證石油運(yùn)輸順利進(jìn)行，確保石油得到有效應(yīng)用就必須要做好防腐施工。油田地面工程管道以長(zhǎng)距離管道為主，在石油能源供應(yīng)中具有重要影響。我國(guó)地質(zhì)變化顯著，容易受到地質(zhì)問(wèn)題影響；管道下游人口分布密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，一旦出現(xiàn)安全事故將對(duì)人們生命安全構(gòu)成威脅[1]。因此，加強(qiáng)油田地面施工防腐技術(shù)應(yīng)用尤為關(guān)鍵。

2 油田地面工程腐蝕影響因素

2.1 管道外層老化

第一，管道外防腐層要求與地質(zhì)環(huán)境適應(yīng)，防腐層不合理就會(huì)出現(xiàn)老化、加劇受損，例如：瀝青防腐層長(zhǎng)時(shí)間處于水下就會(huì)出現(xiàn)吸水膨脹、脫落，而且植物根莖也會(huì)損壞瀝青防護(hù)層。所以，一些低洼、易積水區(qū)域不適合使用瀝青防護(hù)層；黃夾克類防護(hù)層具有損壞延申性，擴(kuò)大受損位置、不適合應(yīng)用且容易受到人為因素影響；第二，施工不合理。施工不合理也是導(dǎo)致管道腐蝕主要因素，例如：管線連接時(shí)的三通、接頭、彎頭等位置包裝困難，且容易腐蝕；一些地方管線敷設(shè)過(guò)淺，雨水沖刷后露出地面，受外部環(huán)境影響導(dǎo)致防腐層老化破裂。兩條管線連接過(guò)程中受到擠壓，長(zhǎng)時(shí)間影響防腐層受損；防腐層管線敷設(shè)過(guò)程中，土層內(nèi)帶有石子容易損傷管道防腐層；第三，其他因素。施工完成后得管道沿線敷設(shè)道路、橋梁等對(duì)防腐層產(chǎn)生影響，損壞管線。由于打孔偷油、偷氣等使得防護(hù)層受損，管道受損[2]。

2.2 管道設(shè)備內(nèi)腐蝕

第一，化學(xué)影響；大慶油田管道水中含有聚合物、油乳化性高、礦化度高、二氧化碳?xì)怏w含量大、細(xì)菌多。二氧化碳與水接觸生成碳酸根，pH參數(shù)減小、地質(zhì)水呈酸性對(duì)管道產(chǎn)生腐蝕。油田水礦化度高，高礦化水存在很多Cl-具有腐蝕性。底層水pH參數(shù)對(duì)管道產(chǎn)生影響，pH參數(shù)越小越容易腐蝕。第二，物理影響。物理影響要素包括壓力、溫度、水流速度等；其中，溫度越高越容易發(fā)生腐蝕；壓力越大地質(zhì)層溶劑氣體越多，氣體腐蝕性越強(qiáng)[3]。當(dāng)水流速小時(shí)對(duì)管道影響較小，管道內(nèi)底層水含油沙粒時(shí)，快速流動(dòng)對(duì)管道影響較大，金屬表層保護(hù)膜失去作用；第三，生物影響。生物影響作為管道腐蝕主要制約因素，產(chǎn)生腐蝕性包括鐵細(xì)菌、硫酸鹽、腐生菌。其中，鐵細(xì)菌與亞鐵離子氧化產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；硫酸鹽還原菌經(jīng)過(guò)硫酸鹽反映把地質(zhì)層水內(nèi)的SO42-還原為S2-，與金屬管道鐵生成硫化亞鐵從而腐蝕管道。

3 油田地面工程施工防腐技術(shù)應(yīng)用

3.1 油田管道外防腐技術(shù)分類

第一，涂層防腐材料的應(yīng)用。外防腐技術(shù)主要在管道外層涂防腐層，結(jié)合需要纏繞外防腐膠帶起到保護(hù)作用。目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。管道涂層材料較多，各土層材料起到了作用不同，要求施工人員根據(jù)管道應(yīng)用環(huán)境、施工方案選擇適合的防腐材料。常見防腐涂料有瀝青漆涂料、過(guò)氯乙烯、無(wú)機(jī)富鋅漆、環(huán)氧樹脂，瀝青漆涂料具有成本少、涂刷簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，常溫下耐氧化氮、二氧化硫、氯氣、濃度40%下的海水、土壤等物質(zhì)，但不耐油類、醇類等物質(zhì)。過(guò)氯乙烯抗酸、油、海水、工業(yè)大氣性較強(qiáng)，不耐高溫、酚類、脂類有機(jī)物腐蝕。無(wú)機(jī)富鋅漆施工簡(jiǎn)單、成本少，防水性、防油性較強(qiáng)，特別適合應(yīng)用在清水、工業(yè)大氣條件下。環(huán)氧樹脂材料抗腐蝕性良好，尤其是堿性條件下具有良好的耐磨性，漆膜彈性與硬度強(qiáng)[4]。近幾年，市面上出現(xiàn)的三聚乙烯材料機(jī)械強(qiáng)度、抗老化、抗陽(yáng)極剝離等性能，使用年限長(zhǎng)。

3.2 外防腐施工技術(shù)

油田管道外防腐施工技術(shù)分為：防腐材料、施工工藝、涂敷。只有做好各環(huán)節(jié)施工控制才能保證施工質(zhì)量。適合的防腐材料固然重要，科學(xué)合理的涂敷技術(shù)也尤為重要，有助于提高管道外防腐技術(shù)。結(jié)合涂敷工藝差異，油田管道外防腐施工包括刷涂法、滾涂、空氣噴涂、高壓無(wú)氣噴涂。其中，刷涂方法操作簡(jiǎn)單，比較常見，只需借助扁刷、圓刷即可，漆膜滲透性顯著，適應(yīng)性強(qiáng)。不過(guò)，施工人力資源投入較大、施工效率低，外觀美感不高。滾涂方法適合應(yīng)用在管道直徑大、長(zhǎng)度長(zhǎng)的環(huán)境下，相對(duì)于涂刷法施工效率較高。要求施工人員注意用力均勻，避免漆液流淌?？諝鈬娡恐饕峭ㄟ^(guò)專業(yè)噴槍工具，以壓縮空氣把涂料吸入噴出，涂料沖散形成微顆粒，施工時(shí)注意噴涂距離控制。高壓無(wú)氣噴涂意旨：涂料加壓泵加壓后噴出，施工效率高、漆膜質(zhì)量高。不過(guò)，操作設(shè)備成本支出較大、對(duì)于工作人員專業(yè)水平要求嚴(yán)格，操作時(shí)注意噴嘴和被噴涂管道表層距離。

3.3 外防腐操作關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

外防腐施工中，材料與施工技術(shù)復(fù)雜，一旦產(chǎn)生偏差將影響整體工程質(zhì)量。所以，施工人員注意規(guī)范操作。首先，施工準(zhǔn)備。防腐施工材料類型較多，涂料選擇決定防腐施工效果，不同涂料適用于不同運(yùn)輸環(huán)境。因此，工作人員應(yīng)根據(jù)油田管道環(huán)境合理運(yùn)輸、儲(chǔ)存操作，材料放在干燥、常光位置，防止材料性能受到影響；其次，除銹施工。施工人員在防腐工作前準(zhǔn)備除銹工作，包括人工除銹與機(jī)械除銹。要保證全面清理除銹位置，以露出金屬本色為依據(jù)，通常管道除銹等級(jí)需達(dá)到要求得St3或Sa2.5級(jí)，外表層錨紋深度在50～100μm[5]。最后，涂刷施工。涂料配置根據(jù)涂料生產(chǎn)商家配比、工藝要求、施工條件、環(huán)境配置，涂敷施工時(shí)根據(jù)分層、分區(qū)進(jìn)行涂刷，嚴(yán)格規(guī)范施工從而保證施工質(zhì)量。

3.4 精細(xì)化技術(shù)工藝，加強(qiáng)防腐管理

油田漆液應(yīng)正確看待技術(shù)工藝，防止技術(shù)工藝影響產(chǎn)生腐蝕。比如：注水開發(fā)區(qū)塊不可將清水和污水混合，兩種水型不匹配可能導(dǎo)致集輸管網(wǎng)產(chǎn)生污垢從而發(fā)生腐蝕。此外，確保防腐管理有效性，涂層、表面施工做好質(zhì)量監(jiān)督，涂層放管線或滲氮管線穿孔率高。因此，涂層技術(shù)與成分控制上要尤為重視。還要定期檢查管線基線，多數(shù)管線因?yàn)閼?yīng)力集中與外腐蝕共同作用加劇腐蝕。為此，施工人員認(rèn)真檢查有無(wú)不合理連接，檢查管線極限，保證管線質(zhì)量。

4 強(qiáng)制電流陰極保護(hù)施工

4.1 強(qiáng)制電流陰極保護(hù)理論分析

油田地面施工時(shí)，涂層施工有時(shí)難以達(dá)到理想的狀態(tài)，涂層受損。根據(jù)陰極保護(hù)管道防腐理論，該類破損，腐蝕作用集中、速率快，嚴(yán)重影響管道防腐效果。為此，采用強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)有助于減緩腐蝕速度，不過(guò)這種方法經(jīng)濟(jì)投入大，還要根據(jù)具體情況綜合分析。

4.2 施工過(guò)程

強(qiáng)制電流陰極保護(hù)分為電源設(shè)備安裝、輔助陽(yáng)極安裝、電纜埋設(shè)、長(zhǎng)效參比電極安裝、測(cè)試樁安裝、絕緣接頭。首先，陰極保護(hù)系統(tǒng)中額管道和電纜連接建議選擇鋁熱焊，焊接質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)要求；其次，為防止電流流失應(yīng)在管道出、入位置安裝絕緣接頭，利用跨接電纜連接兩側(cè)管路；最后，陰極保護(hù)站區(qū)安裝輔助陽(yáng)極，通常選擇高硅鑄鐵陽(yáng)極，陽(yáng)極敷設(shè)滿足設(shè)計(jì)需求，注意周圍填充。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合分析，油田管道腐蝕是由多方面因素引起的，比如：外部環(huán)境、腐蝕性物質(zhì)等。所以，油田地面工程建設(shè)施工時(shí)要注意防腐技術(shù)應(yīng)用，立足于多方面、全過(guò)程做好防腐施工控制。施工過(guò)程中保證規(guī)范施工、選擇適合的材料、防腐技術(shù)，繼而提升油田管道防腐施工效果，提高總體工程質(zhì)量，保證油田運(yùn)輸安全穩(wěn)定。