油田地面集輸管線腐蝕穿孔分析及防治措施

王 帥

大港油田公司第五采油廠 天津300283

1 集輸管線腐蝕的主要因素

1.1 防腐層的影響 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)集輸管道的防腐情況,發(fā)現(xiàn)瀝青涂層的損傷是影響管道腐蝕穿孔的主要因素之一。瀝青涂層的損壞可能是由于長(zhǎng)期老化造成的。通常,瀝青的損傷從焊接部位開(kāi)始,逐漸出現(xiàn)大面積裂縫,最終促進(jìn)瀝青涂層與管道的分離,防腐效果失效。

集輸管道防腐層損壞的原因是多方面的。例如,在管道運(yùn)輸過(guò)程中,管道的吊裝和拖拽可能會(huì)損壞管道的防腐層;如果管道修補(bǔ)工藝不合格,該部位也容易發(fā)生腐蝕。通過(guò)對(duì)多條集輸管道腐蝕情況的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)大部分腐蝕發(fā)生在管道彎頭和接口處,埋地管道也可能存在二次腐蝕問(wèn)題。補(bǔ)焊部位一旦沒(méi)有科學(xué)合理的防腐措施,就可能出現(xiàn)二次腐蝕的問(wèn)題,增加維修成本,給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 二氧化碳和硫化氫的影響 在石油運(yùn)輸過(guò)程中,可能會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的二氧化碳和硫化氫,此時(shí)這兩種物質(zhì)可能在共存的條件下發(fā)生腐蝕。硫化氫可能與管道中的鐵發(fā)生反應(yīng)生成硫化鐵。當(dāng)二氧化碳和硫化氫混合時(shí),可能發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)生成碳酸亞鐵。在實(shí)際的腐蝕過(guò)程中,腐蝕程度還與壓力和相應(yīng)的溫度有關(guān),因此在控制腐蝕條件的過(guò)程中,必須保證合理控制硫化氫和二氧化碳的用量以及二者的分壓比。根據(jù)研究資料可以發(fā)現(xiàn),在所有管道中,20%的區(qū)域產(chǎn)硫化亞鐵,30%的區(qū)域產(chǎn)碳酸亞鐵。其余50%是由于硫化氫和二氧化碳交替作用造成的腐蝕現(xiàn)象。因此,如果采出水中溶解了二氧化碳和硫化氫,就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的金屬腐蝕侵蝕現(xiàn)象。

1.3 集輸管道質(zhì)量問(wèn)題 金屬材料主要用于集輸管道。管道腐蝕是由于金屬材料與有關(guān)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的。因此,集輸管道的材質(zhì)是腐蝕問(wèn)題的直接原因。集輸管道所用材料應(yīng)具有良好的抗氧化、防腐性能。具有高耐蝕性的金屬材料可以避免金屬管道的腐蝕。很多集輸管道會(huì)選用質(zhì)量較差的材料,金屬材料在焊接過(guò)程中容易發(fā)生焊接。油氣利用焊縫腐蝕集輸管道,在焊縫處產(chǎn)生電解反應(yīng),反應(yīng)范圍擴(kuò)大,導(dǎo)致管道腐蝕速度加快。

2 集輸管線的防腐措施

2.1 優(yōu)化集輸管線質(zhì)量 油田企業(yè)應(yīng)優(yōu)化集輸管線質(zhì)量,選用高質(zhì)量的材料,并且要求材料具備良好的抗腐蝕性能,在儲(chǔ)運(yùn)的各個(gè)環(huán)節(jié),都能減緩管線發(fā)生腐蝕的速度。在優(yōu)化集輸管線過(guò)程中,油田企業(yè)在管線的鋪設(shè)環(huán)節(jié),應(yīng)對(duì)選用的管線材料質(zhì)量進(jìn)行深入的檢測(cè),包括材料的型號(hào)、出廠合格證書(shū)等,若上述指標(biāo)存在問(wèn)題,應(yīng)及時(shí)更換,避免存在質(zhì)量問(wèn)題的材料作為集輸管線。其次在完成管線焊接后,工作人員應(yīng)認(rèn)真檢測(cè)焊接的膨脹率,根據(jù)焊接膨脹率判斷管線的連接情況,防止管線使用不同的材料,出現(xiàn)膨脹率不一致的問(wèn)題,影響到管線的使用壽命。

2.2 加強(qiáng)防腐層的保護(hù) 增加對(duì)管線實(shí)施的防腐蝕保護(hù)措施,一方面是重點(diǎn)關(guān)注管線在地下的防腐層保護(hù)。由于集輸管線通常會(huì)深埋在地下,需要增加管線外部的防腐層,利用防腐層隔絕管線的金屬離子與土壤介質(zhì)發(fā)生離子反應(yīng),同時(shí)還能減少與空氣的接觸,避免管線發(fā)生氧化反應(yīng)。此外在管線內(nèi)配置腐蝕電池回路電阻,利用電阻增加對(duì)離子的阻隔,減少管線中電子離子的流通,防止出現(xiàn)離子反應(yīng),從而獲得良好的防腐蝕效果。

2.3 管道的早期更換 種植者應(yīng)加強(qiáng)對(duì)集輸管道的檢查,并通過(guò)以下方式解決腐蝕問(wèn)題:如果腐蝕面積大,常規(guī)方法無(wú)法有效處理,必須及時(shí)更換管道,有利于控制管道腐蝕面積;另外應(yīng)該根據(jù)管道的使用壽命,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)更換管道。更換管道時(shí),應(yīng)避免管道碰撞,保證管道的整個(gè)保護(hù)層,防止防腐層中的腐蝕性物質(zhì)影響管道的正常使用。

2.4 化學(xué)防護(hù)措施 石油企業(yè)采取的化學(xué)防護(hù)措施主要針對(duì)陰極,通常分為兩種方法,一種是受害人死亡;第二種是電流陰極射線法,在使用犧牲陽(yáng)極法時(shí),需要在管外平滑地涂抹帶有負(fù)離子的金屬材料,形成金屬保護(hù)層。即使管道內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),管道內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生許多負(fù)電荷。但是,管道的外部是陽(yáng)極,不能連接陽(yáng)極和陰極,避免管道內(nèi)的腐蝕,當(dāng)采用外加陰極射線保護(hù)方法時(shí),在金屬管道上配置外部電源。外部電源的負(fù)極連接到管道,電源的正極連接到附加陽(yáng)極。目前,管道內(nèi)陰極處于保護(hù)狀態(tài),管道內(nèi)形成電位差。陰極采用電位差保護(hù),避免腐蝕管道。

2.5 使用其它試劑進(jìn)行改善 為防止金屬管道發(fā)生過(guò)度電化學(xué)反應(yīng),或非金屬管道密封性不強(qiáng),可引入其他試劑。例如,在緩釋劑的使用過(guò)程中,可以將緩釋劑均勻地分布在管道上,既可以提高管道的耐腐蝕性,又可以提高管道的使用壽命。或在非金屬管道的生產(chǎn)過(guò)程中,可采用無(wú)溶劑環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)涂層的方式對(duì)管道進(jìn)行涂裝,保證管道密封度的提高。

結(jié)論

綜上所述,油田集輸管線出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題,應(yīng)對(duì)管線的質(zhì)量、防腐層以及運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行分析,根據(jù)上述原因?qū)嵤┓栏g措施,保證集輸管線材料質(zhì)量和防腐蝕性能符合使用要求,增加對(duì)防腐層的保護(hù),借助犧牲陽(yáng)極法或者外加電流陰極保護(hù)法,使管線保持在良好的運(yùn)行狀態(tài)。若管線出現(xiàn)較為嚴(yán)重的腐蝕情況,應(yīng)及時(shí)更換管線,同時(shí)對(duì)原有的管線增加檢測(cè),針對(duì)管線出現(xiàn)的腐蝕問(wèn)題及時(shí)處理,從而提高管線的運(yùn)行能力,提高油氣的生產(chǎn)效率。