油田金屬管道和容器腐蝕原因分析及對(duì)策

南松玉

（大慶油田第三采油廠工藝研究所，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

由于石油化工行業(yè)發(fā)展時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，在油田中，所建設(shè)的埋地管道和容器設(shè)備數(shù)量較多，管道及容器投產(chǎn)應(yīng)用以后，其運(yùn)行時(shí)間不斷延長(zhǎng)，導(dǎo)致管道和容器腐蝕問(wèn)題不斷嚴(yán)重。腐蝕會(huì)影響金屬和容器的應(yīng)用質(zhì)量，增加油氣泄露風(fēng)險(xiǎn)，危及工作人員人身安全，所以必須分析腐蝕因素，并采取針對(duì)性策略，問(wèn)解決題。

1 油田金屬管道和容器腐蝕原因

油田金屬管道及容器外壁腐蝕情況較為常見(jiàn)，一般是氣體、液體和土壤作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化或物理溶解作用而產(chǎn)生的腐蝕。按腐蝕機(jī)理可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、物理腐蝕。油田各類(lèi)金屬構(gòu)筑物（鋼質(zhì)管道、容器、儲(chǔ)罐、油套管等）的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕。腐蝕原因，主要涵蓋以下幾種：

（1）金屬管道及容器防腐保溫結(jié)構(gòu)欠缺合理性

油氣產(chǎn)業(yè)行氣較早，在1990年之前，管道建設(shè)材料大都為泡沫管結(jié)構(gòu)，其主要為鋼管-泡沫塑料-玻璃布三種構(gòu)造組成，鋼管外壁部位并未進(jìn)行防腐層的設(shè)置，且泡沫保溫層的外防水層作用也不顯著，泡沫塑料在吸收水分以后，直接對(duì)鋼管產(chǎn)生腐蝕效果。1991年以前，金屬管道及容器結(jié)構(gòu)大都為鋼材-泡沫塑料-聚乙烯夾克三種，這一結(jié)構(gòu)中也為設(shè)置防腐層，在保溫管道及保溫層部位，均未進(jìn)行防水措施的應(yīng)用，接頭防腐保溫補(bǔ)口部位具有較差的質(zhì)量，若是夾克層或者補(bǔ)口的傷口進(jìn)水，將腐蝕管道和容器；

（2）材料老化

油田管網(wǎng)運(yùn)行及容器應(yīng)用時(shí)間若是在十年以上，將導(dǎo)致防腐層出現(xiàn)嚴(yán)重老化問(wèn)題，導(dǎo)致腐蝕穿孔概率不斷提升。分析當(dāng)前油田金屬管道應(yīng)用情況及容器應(yīng)用情況，其應(yīng)用時(shí)間超過(guò)十年以上的管道和容器所占比例高達(dá)五分之三，且部分管道及容器運(yùn)行周期已經(jīng)超過(guò)三十年；

（3）自然環(huán)境

大量金屬管道和容器位于地下，但是土壤中鹽分含量較高，地下水位水平高，突然環(huán)境條件相對(duì)惡劣，管線長(zhǎng)期埋設(shè)于地下環(huán)境之中，導(dǎo)致外壁迅速腐蝕。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試研究顯示，油田部分區(qū)域土壤之中，碳鋼的平均腐蝕速度可高達(dá)0.3～0.6mm/a之間，若是管道或者容器的防腐層發(fā)生局部破壞以后，將會(huì)產(chǎn)生泄露，依據(jù)腐蝕電化學(xué)原理研究顯示，大陰極的非破損區(qū)域及小陽(yáng)極的漏地點(diǎn)問(wèn)題將形成，其會(huì)導(dǎo)致管線及容器腐蝕反應(yīng)的強(qiáng)化，導(dǎo)致腐蝕穿孔效率的提升[1]；

（4）防腐保溫層預(yù)制缺陷

油田金屬管道及容器的防腐層與其應(yīng)用質(zhì)量要求之間存在較大差異性，部分區(qū)域開(kāi)展管道腐蝕的測(cè)試工作時(shí)，管道防腐層局部破損狀況發(fā)生概率較高，以特殊地段的管道防腐層破損、補(bǔ)口缺陷及施工致傷等防腐層損壞為常見(jiàn)現(xiàn)象，局部防腐層的損壞，將導(dǎo)致其對(duì)管道防腐層整體保護(hù)作用的降低，提升了防腐層老化速率，惡劣的土壤條件及局部損壞，直接損壞了油田埋地金屬管道的應(yīng)用[2]。

2 金屬管道及容器防腐技術(shù)

目前常用陰極保護(hù)法防止金屬腐蝕?？梢酝ㄟ^(guò)強(qiáng)制電流或采用犧牲陽(yáng)極兩種途徑實(shí)現(xiàn)陰極極化過(guò)程。從原理上講，一切金屬均可進(jìn)行陰極保護(hù)。

（1）金屬管道防腐層質(zhì)量評(píng)估及防腐技術(shù)

管道防腐層質(zhì)量評(píng)估中，必須開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展評(píng)估。石油行業(yè)中，瀝青防腐層可依靠檢測(cè)防腐層絕緣電阻率對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估。應(yīng)用電法測(cè)量技術(shù)開(kāi)展防腐層絕緣電阻率的測(cè)量，涵蓋變頻選頻方式、管內(nèi)電流形式和電位差形式。對(duì)防腐層失效程度進(jìn)行明確以后，若是防腐層等級(jí)為一級(jí)或者二級(jí)，需要針對(duì)漏點(diǎn)修補(bǔ)缺陷。若是為三級(jí)，則需要進(jìn)行補(bǔ)漏干預(yù)，并局部開(kāi)展維修，若是為四級(jí)，必須局部更換管道，并對(duì)管體的局部腐蝕情況進(jìn)行評(píng)估，若是為五級(jí)，則需要全線更換管道，并開(kāi)展全線管體腐蝕情況的評(píng)估[3]；

（2）管體腐蝕評(píng)估及防腐技術(shù)

管體腐蝕評(píng)估可進(jìn)行管道修復(fù)方案的制定，分析其是否需要報(bào)廢處理。開(kāi)展管體腐蝕評(píng)估過(guò)程中，必須測(cè)量管體腐蝕情況，涵蓋腐蝕深度和面積等內(nèi)容，并依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)和參與強(qiáng)度數(shù)據(jù)開(kāi)展計(jì)算干預(yù)，對(duì)管體腐蝕程度進(jìn)行明確。進(jìn)行管體腐蝕程度等級(jí)判定中，若是腐蝕輕度較輕，可繼續(xù)應(yīng)用，若是腐蝕程度不嚴(yán)重，則可維持管道正從運(yùn)行，進(jìn)行修理即可，若是管道腐蝕程度嚴(yán)重，必須降級(jí)運(yùn)行，并進(jìn)行管道的修理，若是管道腐蝕程度十分嚴(yán)重，必須盡快開(kāi)展降壓處理并進(jìn)行維修，若是管道腐蝕十分嚴(yán)重，需要盡快更換管道；

（3）容器及儲(chǔ)罐評(píng)估及防腐技術(shù)

容器及儲(chǔ)罐的腐蝕，必須依據(jù)其儲(chǔ)罐壁厚度和最大腐蝕深度數(shù)據(jù)測(cè)量，若是腐蝕程度為一級(jí)，則可以繼續(xù)應(yīng)用容器及儲(chǔ)罐，并間隔五年開(kāi)展一次檢查，若是腐蝕程度為二級(jí)，也可以繼續(xù)使用，必須間隔三年進(jìn)行一次檢查，若是腐蝕程度為三級(jí)，必須安排相關(guān)人員開(kāi)展設(shè)備檢查維系，并一年開(kāi)展一次檢查，若是為四級(jí)，必須安排專(zhuān)業(yè)人員開(kāi)展大修處理，若是為五級(jí)，必須局部或者整體進(jìn)行容器及儲(chǔ)罐的更換，宣布防腐層報(bào)廢，并更新防腐層。開(kāi)展大修干預(yù)前，必須依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展評(píng)估，可采用強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)、水泥砂漿襯里、防腐涂料、玻璃鋼襯里、導(dǎo)靜電涂料防腐等方式進(jìn)行干預(yù)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，油田金屬管道及容器腐蝕屬于油田生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中常見(jiàn)現(xiàn)象，一旦腐蝕問(wèn)題發(fā)生，將會(huì)泄露油氣資源，導(dǎo)致火災(zāi)或者重大安全事故的發(fā)生，所以必須分析金屬管道及容器腐蝕的因素，采取結(jié)構(gòu)優(yōu)化、涂料噴涂、泡沫保溫技術(shù)等方式進(jìn)行干預(yù)，以降低腐蝕問(wèn)題發(fā)生率，延長(zhǎng)油田金屬管道和容器應(yīng)用周期，促進(jìn)油田企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。