地下金屬管道及容器的腐蝕與防腐措施分析

董占芬

（大慶油田工程建設(shè)公司國際事業(yè)部，黑龍江 大慶 163000）

1 油田地下金屬管道及容易發(fā)生腐蝕的原因

1.1 防腐蝕保溫結(jié)構(gòu)存在弊端

因防腐保溫結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理或失效，導(dǎo)致金屬管線及容器出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象加劇的多為投產(chǎn)時(shí)間較長的工藝設(shè)備，由于設(shè)備建設(shè)時(shí)間較早，其保溫結(jié)構(gòu)缺陷體現(xiàn)更為明顯，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。早起油田管道的防腐工藝，多為泡沫塑料外加玻璃布的結(jié)構(gòu)，或聚乙烯泡沫塑料防腐層俗稱“黃夾克”，上述兩種防腐結(jié)構(gòu)，在金屬部件表面沒有形成直接的保護(hù)層，在防腐層受到破壞時(shí)，金屬表面會(huì)直接接觸空氣和腐蝕物質(zhì)，加快了其腐蝕和氧化進(jìn)程，導(dǎo)致設(shè)備腐蝕超出控制[1]。

1.2 管道外部環(huán)境影響

受油田企業(yè)管道工藝設(shè)備的使用需求決定，油田金屬管道一般深埋地下，同時(shí)管線長度較長，同時(shí)地域跨度較高，設(shè)備所處環(huán)境十分復(fù)雜惡劣，在工藝設(shè)備的生產(chǎn)過程中，容易受到多方面的腐蝕因素影響，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，如地下高溫潮濕的環(huán)境，北方地區(qū)冬季的低溫環(huán)境，以及地下微生物等物質(zhì)，均會(huì)造成防腐層破損，在破損點(diǎn)形成陽極，非破損區(qū)域形成陰極，極大的提升了腐蝕效率。

1.3 管道內(nèi)部流通介質(zhì)影響

金屬管道以及容器設(shè)備，在油田的生產(chǎn)中承擔(dān)著原油以及相關(guān)石油產(chǎn)品的運(yùn)輸儲(chǔ)存功能，原油以及相關(guān)產(chǎn)品均對金屬存在一定的腐蝕性，長期儲(chǔ)存運(yùn)輸此類介質(zhì)，會(huì)加速管線以及金屬容器的腐蝕現(xiàn)象發(fā)生速率，并導(dǎo)致管線以及容器顳部出現(xiàn)污垢沉積等問題。造成管線的進(jìn)一步腐蝕。油田管線內(nèi)運(yùn)輸介質(zhì)種類較多，從其物理定位角度主要可以分為油、水、氣三種類型，其中水管線腐蝕現(xiàn)象最為明顯。因腐蝕問題導(dǎo)致管線工藝設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障的事件中，水管線占比51%。

2 油田容器的腐蝕成因分析

2.1 油罐的腐蝕成因分析

油罐是油田生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)原料、原油、成品油以及相關(guān)原油煉化產(chǎn)品的儲(chǔ)存工藝設(shè)備之一，受氣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及存儲(chǔ)介質(zhì)性質(zhì)決定，油罐的腐蝕位置多集中于罐體頂部以及罐體的底部兩個(gè)區(qū)域。不同地域環(huán)境以及存儲(chǔ)介質(zhì)決定其腐蝕現(xiàn)象的高發(fā)區(qū)域，其中罐體頂部腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重多出現(xiàn)于南方油田以及日照時(shí)間過長的東部區(qū)域，由于罐體長期處于高溫或強(qiáng)日照環(huán)境下，管內(nèi)水蒸氣含量較高，在罐體頂部不斷冷凝，最終造成氧濃茶電池現(xiàn)象，加速罐頂?shù)母g現(xiàn)象。而罐底腐蝕多發(fā)生于罐底部焊接熱影響較高的區(qū)域[2]。

2.2 清水罐和污水罐的腐蝕

以上兩種容器的腐蝕多發(fā)生在氣液相界面的交互部位，同時(shí)，污水罐介質(zhì)中的氯離子、碳酸根離子含量較高，是造成容器腐蝕的主要原因[3]。

2.3 脫水器和過濾罐的腐蝕

脫水器、沉淀罐、過濾罐等金屬容器設(shè)備也是油田生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備工藝之一，上述設(shè)備同樣也存在腐蝕進(jìn)度較快等問題。導(dǎo)致上述設(shè)備腐蝕現(xiàn)象加劇的影響因素主要有以下幾種[4]。其一，設(shè)備在定制生產(chǎn)過程中，雖然進(jìn)行對應(yīng)的防腐處理，并針對防腐效果進(jìn)行測試。但其測試環(huán)境多為實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，與實(shí)際使用環(huán)境相差較大，其防腐效果驗(yàn)證結(jié)論不夠客觀；其二，在容器的使用過程中，外部保溫層因風(fēng)化以及溫差原因?qū)е鲁霈F(xiàn)破損和脫落現(xiàn)象，讓容器外壁直接與腐蝕因子接觸，產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象；其三，容易內(nèi)部流通水介質(zhì)的溫度過高，造成可溶性鹽含量嚴(yán)重超標(biāo)，加速了腐蝕現(xiàn)象。

3 油田金屬管道及容器的腐蝕處理對策分析

3.1 管道腐蝕評(píng)價(jià)及維修處理技術(shù)分析

管道腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生影響因素較多，不同原因造成的管線腐蝕現(xiàn)象有不同的應(yīng)對處理辦法，因此在進(jìn)行管道防腐工作之前，應(yīng)針對管線的實(shí)際腐蝕狀況進(jìn)行原因分析，采用相關(guān)的技術(shù)手段對腐蝕位置進(jìn)行檢測分析，判斷其腐蝕原因，并以此作為防腐方案的制定基礎(chǔ)，從而制定更有針對性的差異化防腐措施。防腐措施的制定應(yīng)從腐蝕面積控制以及腐蝕深度控制兩個(gè)角度進(jìn)行，并對腐蝕現(xiàn)象進(jìn)行合理評(píng)級(jí)，針對不同級(jí)別的腐蝕現(xiàn)象采用不同的處理措施，確保防腐措施實(shí)施的合理化[5]。

3.2 管道腐蝕修復(fù)技術(shù)

在管道腐蝕的修復(fù)工作中，首先應(yīng)對腐蝕位置進(jìn)行劃分，區(qū)分為管線外部腐蝕和管線內(nèi)部腐蝕兩類，應(yīng)制定針對外部腐蝕和內(nèi)部腐蝕的區(qū)別防腐措施。在針對外部腐蝕現(xiàn)象中，常用的防腐技術(shù)有加固修復(fù)技術(shù)、修補(bǔ)劑修補(bǔ)技術(shù)、管道外加固修復(fù)技術(shù)等。不同的修復(fù)技術(shù)有著不同的防腐以及使用范圍，首先外部腳骨技術(shù)適用于管線大面積損傷的修補(bǔ)工作中，修補(bǔ)劑修補(bǔ)技術(shù)則適合面積較小的損傷修復(fù)中。針對管線的內(nèi)部腐蝕現(xiàn)象，應(yīng)采用內(nèi)修復(fù)技術(shù)，通過對應(yīng)的技術(shù)手段，在管線內(nèi)部加設(shè)內(nèi)襯隔絕管線內(nèi)壁與腐蝕因子的直接接觸，從而實(shí)現(xiàn)防腐。

3.3 油田容器修復(fù)技術(shù)分析

金屬容器與金屬管線的修補(bǔ)技術(shù)，從技術(shù)原理角度基本相同，但在實(shí)際的修補(bǔ)操作中存在一定禪意，首先金屬容器對容器容量有一定的要求，在針對修補(bǔ)技術(shù)的選擇中，應(yīng)充分考慮修補(bǔ)技術(shù)對容器容量的影響，因此是選擇修補(bǔ)方法前，應(yīng)做好現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)工作。維修人員需充分考慮到容器內(nèi)部的介質(zhì)儲(chǔ)存需求，避免發(fā)生不合理的維修操作，保障維修質(zhì)量的基礎(chǔ)上，綜合提高容器的使用安全