關(guān)于石油油管防腐預處理工藝分析

翟明

【摘 要】在石油運輸過程中，應(yīng)做好石油油管的防腐工作，實施有效的防腐預處理措施，避免使用質(zhì)量差的油管進行石油運輸。由于油管多裝置在地表以下，受到自然環(huán)境以及石油成分共同的侵蝕，油管會出現(xiàn)多種質(zhì)量問題，其中較為普遍的情況是油管受到腐蝕后出現(xiàn)漏油。為增強油管的防腐性能，延長油管的使用壽命，本文圍繞對石油油管實施的防腐預處理措施展開討論，如磨料射流防腐預處理工藝，為提升油管運輸石油質(zhì)量和效率提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】油管防腐;表面預處理;磨料射流;工藝

中圖分類號： TE988.2文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）32-0112-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.32.050

0 引言

對油管進行防腐處理采用的磨料射流工藝，是以高壓水射流技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)而來的。在油田生產(chǎn)過程中，使用的油管經(jīng)常會受到腐蝕，導致油管報廢無法正常使用，這會增加油田企業(yè)的更換油管的頻率，直接提升油田企業(yè)的運行成本。采用磨料射流工藝對油管進行防腐預處理，根據(jù)油田常用的油管型號，根據(jù)射流的水力參數(shù)、噴頭結(jié)構(gòu)、材料布置等優(yōu)化和完善防腐預處理技術(shù)，進而建設(shè)成一條油管防腐預處理生產(chǎn)線，有效緩解油田油管出現(xiàn)報廢，導致石油運輸質(zhì)量和效率下降產(chǎn)生的壓力。

1 磨料射流油管表面預處理原理

對油管表面進行防腐預處理，油管的內(nèi)外表面，經(jīng)過除油、除銹等操作后，在表面通過化學反應(yīng)生成防銹涂層，以此提高油管的防腐性能。與傳統(tǒng)的防腐預處理工藝相比，磨料射流油管防腐預處理工藝，操作較為簡單。采用磨料射流油管表面防腐預處理工藝，將防腐物質(zhì)以硬質(zhì)顆粒的形態(tài)，通過高壓水射流噴涂到油管的內(nèi)外表面。在進行防腐材料噴涂過程中，將混合均勻并且合適濃度的硬質(zhì)磨料，通過噴頭高速噴涂到油管表面，既能將油管表面原有的油污、銹蝕層清理干凈，同時將防腐蝕材料噴涂到油管內(nèi)外表面，進而完成油管的防腐蝕預處理操作。

2 工藝流程及裝置組成

磨料射流防腐預處理工藝，工作流程如下：一，配置濃度合適的磨料，調(diào)整好高壓水壓力;二，對油管的外表面進行清洗時，應(yīng)提前旋轉(zhuǎn)油管前進角度;三，對油管外表面進行防銹清洗，做好油管保護工作;四，對油管上的儲料架以及管內(nèi)表面進行清洗;五，將3根油管上定位旋轉(zhuǎn)機，進入到油管內(nèi)表面開始清洗操作;六，對油管上儲料架內(nèi)表面再次進行清洗;七，將油管放入到防銹槽內(nèi)，對油管的表面進行鈍化處理;八，將油管拔出出液槽，將油管表面的殘留液進行清理，即可完成防腐預處理。

該防腐預處理工藝操作的裝置，由許多系統(tǒng)和設(shè)備組成，其中系統(tǒng)分為磨料循環(huán)系統(tǒng)、上下料以及傳輸系統(tǒng)、水循環(huán)凈化系統(tǒng)以及防銹處理系統(tǒng)。該裝置有多種設(shè)備組成，主要包括總電氣控制室、油管外表面噴射清洗裝置、清水補充閥、磨料濃度調(diào)節(jié)器以及新磨料填加裝置等。

3 對關(guān)鍵的技術(shù)問題進行討論

3.1 磨料射流工作方式

磨料射流工作方式有兩種，一種為磨料水射流式，另一種為磨料漿體射流式。另外根據(jù)磨料水射流混合方式的變化，衍生出兩種磨料水射流方式，一種為前混式磨料水射流式，另一種為后混式磨料水射流式。進行油管防腐預處理時，采用磨料水射流式，將防腐材料進行充分的研磨，并在材料中加入多種物質(zhì)，最后在水的混合下形成防腐漿體，將漿體通過高壓泵，受到高壓作用后從噴嘴噴射到油管表面。改造方法對于配置的漿體有較高的要求，一般應(yīng)用在切割以及拋光等油管表面使用。采用磨料水射流式，磨料會與高壓水相互融合，形成混合漿體后噴涂在油管表面。

3.1.1 前混式磨料水射流

前混式磨料水射流式，是將水和磨料提前混合后，進入到高壓管內(nèi)，受到高壓水流作用后產(chǎn)生水射流，對油管的表面的進行防腐預處理。前混式磨料水射流式通常會采用兩種加壓防腐，第一種是將水和磨料放入到混合磨料設(shè)備內(nèi)進行充分的攪拌，將攪拌后的漿體經(jīng)過高壓砂泵，運送至噴嘴設(shè)備進行防腐預處理。第二種是在高壓容器內(nèi)放入磨料，高壓泵升高清水的壓力，通過加砂控制裝置與磨料進行充分的混合，然后將混合后的漿體通過高壓管線運送至噴嘴進行防腐預處理。在采用第一種防腐進行油管防腐預處理時，磨料和水都會保持在較高的噴射速度，可以對油管表面進行充分的清洗，但是該方法只能持續(xù)較短的時間進行預處理，只有通過加壓的方法，才能延長處理時間，一旦增加壓力，會縮短高壓砂泵泵頭的使用壽命，需要經(jīng)常更換該裝置才能保證處理正常的進行。采用第二種方法進行防腐預處理時，為保證處理工作連續(xù)進行，需要不斷更換加砂容器，但是會出現(xiàn)不安全情況，影響到方法預處理的正常進行。

3.1.2 后混式磨料水射流

采用后混式磨料水射流方式，將磨料放入到磨料箱進行研磨后，與高壓水管噴射出的清水在混合腔內(nèi)進行混合，隨后在磨料噴嘴將混合后的漿體噴涂到油管的表面。在上述處理過程中，磨料和清水進入到混合腔內(nèi)受到的壓力不同，會在混合腔內(nèi)使磨料和水產(chǎn)生混亂的攪動狀態(tài)，導致磨料與水無法形成水射流中心，即便噴涂到油管表面，無法產(chǎn)生較高的噴涂效率，油管表面的防腐預處理未能產(chǎn)生良好的效果。但是，該種方法可以進行連續(xù)處理，許多油管表面防腐預處理都采用后混式磨料水射流式。

3.1.3 噴頭結(jié)構(gòu)

采用后混式磨料水射流式進行油管表面防腐預處理，噴頭是重要的組成部分，組成噴頭結(jié)構(gòu)使用的設(shè)備包括水射流噴嘴、混合室以及磨料射流噴嘴等。另外，水射流股數(shù)的不同，使用的噴頭種類也不同，如單股和多股射流噴頭，而磨料輸入方式的不同，噴頭氛圍側(cè)進式、中進式以及切向進給式?，F(xiàn)階段使用的噴頭類型，應(yīng)用較為廣泛的為單射磨料側(cè)進式、多射流磨料中進式以及外混合式磨料射流噴頭。在對油管表面進行長期的防腐預處理過程中，研究人員研制出多射流磨料中進且?guī)手惫車婎^，并且獲得良好的預處理效果。在對噴頭內(nèi)外結(jié)構(gòu)進行清洗時，清洗的部位一般分為噴頭體、進砂管、接頭以及砂水混合噴管。為保證噴頭在使用時不會發(fā)生堵塞情況，在對噴嘴清洗時，應(yīng)根據(jù)噴嘴的規(guī)格制定清洗方案，以便充分徹底的清洗噴頭結(jié)構(gòu)，以此延長噴頭的使用壽命。

為保證噴頭發(fā)揮出正常的預處理作用，根據(jù)射流壓力和流量標準，使用的噴嘴數(shù)量按照公式N=Q/q進行計算，公式中Q為高壓水泵出水流量，單個水噴嘴水流量為L。計算水射流速度，根據(jù)公式V=44.8×■，公式中P為水射流壓力。計算水噴嘴直徑，根據(jù)公式d=4.6×■，在公式中q代表單個水噴嘴發(fā)出的水流量，v為水射流速度。

3.1.4 供料方式

采用后混式磨料水射流式進行供料，一般供料的類型分為干磨料和濕磨料。若采用干磨料進行供料，由于干磨料不具備良好的流動性，需要在氣力的推動下才能運送至磨料箱內(nèi)。進行干磨料供料時，通常采用兩種供料方法，一種為加壓式，另一種為自吸式。上述兩種方法操作和投入較為簡單以及成本較低，在實際生產(chǎn)中經(jīng)常會用到。

采用濕料進行供料，將磨料以液體的形式進入到磨料裝置內(nèi)，然后經(jīng)過高壓水將磨料與水混合后，形成的漿體對油管表面進行防腐預處理。

3.1.5 水的循環(huán)及凈化

在對油管表面進行防腐預處理時，應(yīng)使用清潔度高的水質(zhì)，避免水中的雜質(zhì)堵塞高壓泵、調(diào)壓閥等裝置，影響到防腐預處理工作正常進行。為保證預處理使用的水潔凈度較高，需要在裝置內(nèi)加裝水凈化循環(huán)系統(tǒng)，既能保證水的清潔度，還能避免水資源大量的浪費。

3.2 技術(shù)參數(shù)

對磨料的射流切割以及清洗能力產(chǎn)生影響的因素，主要體現(xiàn)在5個方面：第一，使用大流量噴頭裝置，可提升防腐預處理質(zhì)量的同時，還能快速完成設(shè)備的清洗工作;第二，應(yīng)保證噴距與移動速度都在最佳的狀態(tài)，減少其它因素由于變化產(chǎn)生的影響;第三，保質(zhì)組理想的噴射角度;第四，選擇合適的磨料類型，才能保證磨料裝置的噴涂以及清洗獲得良好的效果;第五，控制磨料流量和粒度。

3.3 其它問題

3.3.1 防銹問題

對油管內(nèi)外表面進行防腐預處理過程中，隨著油管金屬材料與水發(fā)生接觸，在長時間清洗過程中，油管表面會重新生成銹跡。首要，為防止油管出現(xiàn)新的銹跡，工作人員應(yīng)完成油管內(nèi)外表面防腐預處理后，對油管表面進行鈍化處理，既能提升油管表面的防腐能力，還能使涂層更易與油管表面貼合。

3.3.2 油管傳送方式

油管的傳送過程，應(yīng)使該過程處于平穩(wěn)高效的狀態(tài)，這需要油管的上料、下料以及內(nèi)外表面，都應(yīng)進行徹底的清洗，才能防止由于腐蝕導致上述部分出現(xiàn)漏洞，影響到石油的正常運輸。

3.3.3 安全問題

使用磨料射流工藝進行油管的防腐預處理時，需要工作人員控制好水射壓力，同時仔細檢查水射時使用的設(shè)備，避免在高壓蓄能狀態(tài)下，產(chǎn)生的強大水壓力會破壞水射結(jié)構(gòu)，導致高壓水流在結(jié)構(gòu)的不同位置射出，傷害到工作人員以及其它工作設(shè)備。

4 結(jié)語

綜上所述，在對油管進行防腐預處理時，采用磨料射流工藝，既能快速完成油管的防腐預處理，還能增強油管的抗腐蝕能力，有效的延長油管的使用壽命。另外，磨料射流工藝已經(jīng)完成自動化操作升級，工作人員可通過計算機進行自動化操作，不僅降低工人的工作量，還能避免工作受到高壓水射流的傷害。

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