陰極保護(hù)技術(shù)在集輸管道內(nèi)壁應(yīng)用的失效原因分析

（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠第一油礦，黑龍江 大慶 163114）

0 引言

我國油田開采時間不斷延長，采出液中的含水量不斷增加，部分油田的含水量已經(jīng)超過了90%以上，采出液中所包含的離子極易對集輸管道內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕作用，所以強化集輸管道內(nèi)壁保護(hù)是十分重要的。為改善管道腐蝕情況，大都應(yīng)用緩蝕劑添加、內(nèi)襯應(yīng)用、內(nèi)涂技術(shù)、耐腐蝕材料應(yīng)用及陰極保護(hù)技術(shù)進(jìn)行干預(yù)[1]。陰極保護(hù)技術(shù)可對電化學(xué)腐蝕進(jìn)行規(guī)避，其電流保護(hù)作用較強，保護(hù)的距離相對較長，但是該技術(shù)應(yīng)用中也存在一定的弊端，必須分析其應(yīng)用失效原因并進(jìn)行改進(jìn)，以降低集輸管道的腐蝕效果。

1 電流陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)油田集輸管道油田站場保護(hù)需求進(jìn)行電源功率的設(shè)計，依據(jù)柔極陽性設(shè)計情況及電極安裝形式，采集技術(shù)管道內(nèi)壁保護(hù)電位。這一站場應(yīng)用過程中，集輸管材為20#鋼，未采取任何措施進(jìn)行管道內(nèi)壁的防腐處理，在應(yīng)用其時，鈦基合金為參比電極，安裝形式以直三通開展，MMO鈦芯陽極為參比電極，安裝以斜三通進(jìn)行，分析管道是否能夠被保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)為保護(hù)電位范圍是否處于-850～1200mV之間，該數(shù)據(jù)可直接在顯示器上進(jìn)行顯示。集輸管道內(nèi)壁采用脈沖電流印記保護(hù)系統(tǒng)，初期所應(yīng)用的保護(hù)電位可達(dá)到集輸管道需求，但是，隨著管道運行時間的增加，初期的保護(hù)電位會達(dá)到對應(yīng)需求，隨著運行周期的增加，保護(hù)電位將逐漸無法滿足保護(hù)需求。分析該現(xiàn)象發(fā)生的原因，大都由于技術(shù)管道中所輸送的介質(zhì)為油水混合物質(zhì)，水溶液中所包含的離子數(shù)量較多，離子作為導(dǎo)體，在工作中，原油產(chǎn)生電離的難度比較大，無法產(chǎn)生電荷流動，所需導(dǎo)電性能嚴(yán)重不足，在該情況下，電阻率較大。除此以外，由于原油的附著作用比較強，其在參比電極或者陰極表面及陽極中會大量附著，對電流的導(dǎo)通效果產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響，無法對陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行真實有效的電位保護(hù)。

2 陰極保護(hù)技術(shù)在集輸管道內(nèi)壁應(yīng)用的失效的解決

由于在采用脈沖電流陰極保護(hù)過程中，集輸管道內(nèi)壁的保護(hù)電流想要通過管道，難度較大，所以超聲波及電磁技術(shù)自潔電極就被廣泛應(yīng)用，其中參比電極及陽極均為疏油親水材料組成，該電極在應(yīng)用過程中，依靠自身技術(shù)，可對表面的油膜產(chǎn)生自我清除作用，以此實現(xiàn)陰極保護(hù)電極作用。新型電極的研制中，應(yīng)用了親水/疏油材料進(jìn)行。

2.1 超聲波自潔電極

頻率特性屬于超聲波自潔電極的主要作用，其具有間歇性特征，通過依靠超聲頻率進(jìn)行電極的設(shè)計，可實現(xiàn)對表面油膜進(jìn)行清除的作用，其可產(chǎn)生自動對輔助陽極及參比電極的清除效果，以此發(fā)揮陰極保護(hù)目的。超聲波在介質(zhì)中會發(fā)揮熱效用，有利于對油水界面膜的強度產(chǎn)生消減作用，縮減介質(zhì)粘稠度，實現(xiàn)油水分離的目的[2]。此外，超聲波機械振動可會產(chǎn)生位移效果，加速油水分離，當(dāng)前，石油煉化、原油開采及含油污水的處理，均廣泛應(yīng)用了超聲波自潔技術(shù)。在自潔電極上，依靠機械振動及熱效用，可實現(xiàn)自潔效果，將超聲換能器在電極安裝后，可將電極一端向吸聲材料中方式，降低超聲對外界的干擾。

2.2 電磁自潔電極

當(dāng)前，油水分離技術(shù)被廣泛應(yīng)用于油水混合液之中，在靜態(tài)狀況下，油水分離的效果會與磁場的加大成正比，在動態(tài)情況下，油水分離效果顯著更優(yōu)。依靠電磁場在電極上進(jìn)行油膜剝離，可將水溶液與電極相接觸，實現(xiàn)電流導(dǎo)通效果，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行陰極保護(hù)，在工作過程中，輸送介質(zhì)的狀態(tài)為動態(tài)，一旦聯(lián)通電磁鐵，會受到油水導(dǎo)電性能的不同，實現(xiàn)油膜脫落作用，在集輸管道及電極中形成回路，實現(xiàn)電流流通目的。

2.3 疏油性材料電極

疏油性材料表面能較低，液體均很難表面附著，其屬于圖額數(shù)性能材料的一種，這一材料為高聚物的一種，無導(dǎo)電性能，可依靠化學(xué)氣相沉積法及化學(xué)鍍法進(jìn)行高聚物的制備，以形成疏油性材料電極，將其在電極制備中應(yīng)用，使該電極同時具備參比電極和陽極作用，具備疏油性材料應(yīng)用優(yōu)勢，使其不會被原油附著，實現(xiàn)輸油管道內(nèi)壁的陰極保護(hù)效果，降低內(nèi)壁腐蝕概率[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，在油田集輸管道的內(nèi)壁應(yīng)用電流陰極保護(hù)技術(shù)，可在電極表面附著魚油，但是長期運行，保護(hù)電位會不斷提升，導(dǎo)致保護(hù)能力下降，采用超聲波自潔電極、電磁自潔電極及疏油性材料電極，可有效提升保護(hù)效果。