氣田管道防腐措施的應(yīng)用分析

侯 喆

（大慶油田采氣分公司，黑龍江 大慶 163000）

1 氣田腐蝕的因素

氣田管道的腐蝕是由多種因素共同作用的結(jié)果，經(jīng)過多年的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)腐蝕監(jiān)測(cè)及實(shí)際檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)幾個(gè)重要原因?qū)е赂g：（1）形成嚴(yán)重腐蝕的原因之一是pH數(shù)值；（2）影響同一區(qū)塊腐蝕的主要原因是流速；（3）二氧化碳含量也是影響同一區(qū)塊腐蝕的主要原因，氯離子不可忽視。

2 腐蝕控制的措施

目前用于控制管道腐蝕的措施可以概括為以下幾個(gè)方面，材質(zhì)、緩蝕劑和電化學(xué)保護(hù)。

2.1 管道材質(zhì)的正確選材

針對(duì)氣田腐蝕特點(diǎn)，開展耐腐管材研究。選擇20#鋼、滲氮、410S、410、430、316L等材質(zhì)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行掛片腐蝕監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)井CO2分壓1.2MPa，溫度30℃。根據(jù)比較和分析，將多種試驗(yàn)原件的外表進(jìn)行腐蝕清理、拋光后發(fā)現(xiàn)無損傷問題。對(duì)于普通碳鋼和低合金鋼，腐蝕速率都達(dá)到了很高數(shù)值，而各種不銹鋼的腐蝕速率則要低得多，其中316L即不銹鋼材質(zhì)，防止腐蝕的特性優(yōu)良。因此，針對(duì)CO2分壓大于0.21MPa的濕氣管道，氣田采用內(nèi)襯316L材質(zhì)，目前該材質(zhì)全部應(yīng)用于高含碳?xì)饩艿溃瑧?yīng)用以來未發(fā)生腐蝕情況[1]。

2.2 合理應(yīng)用緩蝕劑

緩蝕劑根據(jù)機(jī)理可分為兩種，一種是鈍化劑，還有一種是薄膜劑。由鉻酸鹽為主的鈍化劑，其原理是生成氧化層存在于金屬材質(zhì)外表，達(dá)到防止腐蝕的效力。由胺類為主的薄膜劑，其原理是在腐蝕物質(zhì)和金屬外表間生成不能穿透的防護(hù)層。通過對(duì)氣田的研究，選擇6種油溶性緩蝕劑與掛片進(jìn)行組合開展實(shí)驗(yàn)，其分析結(jié)果由掛片的腐蝕程度決定，掛片安裝在氣井井口采氣樹內(nèi)，隨著氣井生產(chǎn)，掛片逐步被侵蝕，不同時(shí)間段取出后，掛片表面無明顯腐蝕，證明腐蝕速度得到有效控制，油性緩蝕劑起到重要作用。目前緩蝕劑在二氧化碳分壓0.21MPa以下，未采用不銹鋼材質(zhì)的管道中應(yīng)用，有效減少了腐蝕速度，增加了管道使用年限，降低安全風(fēng)險(xiǎn)[2]。

2.3 電化學(xué)保護(hù)的應(yīng)用

氣田集輸管道基本采用金屬管道為主，運(yùn)行過程中由于深埋在土壤中容易與電解質(zhì)溶液接觸，存在電極反應(yīng)，組成腐蝕原電池。陰極保護(hù)有兩種形式，包括外加強(qiáng)制電流和犧牲陽極，現(xiàn)在氣田管道使用的防護(hù)方法是兩種方式相結(jié)合。它的優(yōu)點(diǎn)之一是增加管道的使用年限，同時(shí)還能確保管道的輸送能力[3]。

通過研究集氣站的恒電位儀，由于參比電極受周圍土壤干濕程度、溫度、季節(jié)等多方面影響，因此恒電位儀數(shù)值常有波動(dòng)現(xiàn)象，我們通過3個(gè)因素進(jìn)行分析。

（1）土壤干濕程度

伴隨土壤電阻率的提高，電位值同時(shí)提高。其中土壤的電阻率ρ，它的數(shù)值高低是由含水量和土壤導(dǎo)電離子濃度決定，從電阻率公式ρ=￡（1/A）￡（1/B）可知，它的決定因素包括A即土壤中的導(dǎo)電粒子濃度，B即土壤的單位體積，所以土地如果含水多，潮濕度大，導(dǎo)電特性就越強(qiáng)，電阻率就越低，電位值就越低；

（2）溫度

通過觀察不同溫度下集氣站恒電位儀數(shù)值，可發(fā)現(xiàn)氣溫超過30℃時(shí)，電位數(shù)值都有向負(fù)偏移的趨勢(shì)。分析原因?yàn)殡S著溫度升高，電位值也隨著減??；

（3）季節(jié)

通過對(duì)不同季節(jié)集氣站恒電位儀數(shù)值變化，可發(fā)現(xiàn)北方地區(qū)春季融雪時(shí)間段及南方多雨季節(jié)，電位值隨著含水量增加而減??；夏季高溫階段，數(shù)值也常有減小趨勢(shì)；冬季數(shù)值更加穩(wěn)定。

3 結(jié)語

（1）在濕氣管道，同時(shí)二氧化碳分壓在腐蝕界定以上的情形時(shí)，不銹鋼材質(zhì)腐蝕速率極低，考慮材質(zhì)的耐蝕性能、管道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、建設(shè)投資等因素，適宜使用外壁碳鋼，內(nèi)壁不銹鋼的管道材質(zhì)；

（2）天然氣管道介質(zhì)達(dá)到中等腐蝕強(qiáng)度，如果未采用耐蝕材質(zhì)，應(yīng)周期性加注緩蝕劑，降低管道腐蝕速率；

（3）在春季的冰雪融化和夏季的高溫多雨期間，要加密管道巡檢，發(fā)現(xiàn)恒電位儀電位值超出額定范圍，立即進(jìn)行控制調(diào)節(jié)使其達(dá)到保護(hù)數(shù)值。