油田集输管线的腐蚀原因及防腐措施的研究

发表时间:2020/2/3   来源:《基层建设》2019年第28期   作者:李刚
[导读] 摘要:针对油田集输管线防腐性能的提升问题,我国大多数企业采用生产保护膜的方式,即在金属管线的内壁与外壁进行相应的涂层工作,达到使管道内壁与管道外壁形成相应的保护膜的目的,该保护膜能够有效的避免油气的腐蚀。
        长庆油田分公司第六采油厂兴庄采油作业区  陕西省西安市  710200
        摘要:针对油田集输管线防腐性能的提升问题,我国大多数企业采用生产保护膜的方式,即在金属管线的内壁与外壁进行相应的涂层工作,达到使管道内壁与管道外壁形成相应的保护膜的目的,该保护膜能够有效的避免油气的腐蚀。除此之外,为了有效的提升油田集输系统的生产效率,延缓金属管线的腐蚀,也可对金属管线进行阴极防腐处理。
        关键词:防腐;腐蚀;集输管道;原因;措施
        我国的油田集输管线承担着输送油气的重要作用,由于介质成分复杂,本身属于高危化学品,再加上管线集输过程中受到长期磨损,极容易出现集输管线的腐蚀现象,给油田集输带来了很大的风险隐患。为此在油田的集输管线安全管理工作中必须加强对管线腐蚀的分析,查找出可能引发管线腐蚀的原因,如此才能制定出科学的防腐方案和技术措施,避免油田集输管线腐蚀所造成的危害事故。
        1集输管线的腐蚀原因
        1.1集输管线外腐蚀发生原因
        1.1.1管线外部防腐层磨损脱落
        油田集输管道通常是用聚氨酯材料作为管道的外表面防腐层,这种材料既有保温隔热的作用,同时还能够隔绝土壤或水环境腐蚀介质的作用。当这种外部防腐层发生磨损时就会导致聚氨酯材料防腐失效,继而加剧集输管线外腐蚀速度。可能引起管线外部防腐层磨损脱落的原因有:施工过程中,机械设备对管线的碰伤导致外部防腐层破损;地表面以上的管道未进行妥善的保护,长期暴露在外界环境中,日晒雨淋,管道外部防腐层裂缝脱落;管道焊接处或修补处存在质量缺陷,腐蚀介质从这些位置侵入引起腐蚀。
        1.1.2局部电流环境引发腐蚀
        由于集输管线大部分材质为金属材质,因此当外界存在电场时,很容易引发杂散电流出现,比如在管线周围存有高压输电线路、变压器等输电设备时,或者在其他电器设备使用过程中存在电源接地电极,都极容易发生杂散电流腐蚀。该类腐蚀的表现通常集中且激烈,发生在管道的局部位置,如果位于这些电场周围的集输管道本身存在质量缺陷位置,则这些缺陷部位是发生杂散电流腐蚀的集中部位。
        1.1.3管道受到土壤应力不平衡引发的腐蚀
        地下管道的热应力和土壤应力成正相关关系,因管道在拐弯的位置受到较大的热应力,因此这些位置的土壤应力也相应较大,因此在这些部位土壤环境中介质在力的作用下更容易加速管道材质的腐蚀。
        1.2集输管线内腐蚀发生原因
        相对于集输管线外部腐蚀,管线内部腐蚀的发生原因主要与管道运输介质有关。当前,油田开采难度的增大,需要采取更为复杂的生产工艺以提高开采效率,生产工艺中往往需要加入助剂,使采出的油气质量成分更加复杂,除了具有基本的有机物,还伴随大量的污水、伴生气、硫化物、碳酸物、硫醇类化合物、脂肪类化合物、悬浮物、油砂等物质,这些物质的存在不仅提高了介质的腐蚀性能,而且为细菌的繁殖创造了有利条件,管线内介质化学需氧量高、微生物含量高,对管道内部材质造成极为不利的影响,以电化学腐蚀、化学腐蚀、微生物腐蚀、物理腐蚀等多种形式的腐蚀危害着集输管线的运行安全。
        2油田的集输管线的防腐措施
        2.1对于油田集输管线外壁的有效防腐措施
        油田集输管的主要任务是负责油气的集输,管道一般架空或者埋藏于地下。由于特殊的埋设环境使得其对金属管线的质地有着一定的要求,即较高的强度,出色的抗腐蚀能力。

因此,工作人员可以对金属管线的外壁进行相应的涂层处理,以此达到提升其耐腐蚀性能的目的。例如,使用石油沥青对其外壁进行涂层处理,使得表层生成保护进而提升外壁抗腐蚀能力。还可以对管道外壁进行保温处理,即在外层包裹好保温材料防止其热度散失,保障油气能够正常的运输。值得注意的是,油田集输管线的外壁涂料需要充分考虑到其是否能够满足管道外壁对于绝缘、防腐的要求,为了保障涂层的防腐效果,需要进一步的对涂层处理的工艺进行优化,完善涂层的设计措施。为了提升高埋地管线的抗腐蚀能力,防止管线与土壤形成原电池进而损坏管线外壁,工作人员可以采取有效的阴极保护技术措施,主要有以下两种:牺牲阳极、外加电流。对于原电池来说,这些方式都可以让油气输送管线变成它的阴极,进而降低管线的损耗,防止其外壁出现损坏,保障油气的顺利集输。总的来说,为了达到阴极应有的保护效果,阴极保护技术在具体运用的过程中,其阳极可以选择石墨电极。
        2.2对于油田集输管线内壁的有效防腐措施
        油田集输管线的内壁是与被输送物质直接接触的地方,因此内壁发生腐蚀的概率非常高,也是影响油田集输管线安全的重要因素之一。为了保障集输的效率与管道内壁的安全性,工作人员需要对管线内壁进行相应的涂层工作。除此之外,为了从根本上解决油田集输管线发生腐蚀这一情况,还可以从管材的选取上出发,选择复合材料的管材。在输送介质中加入适量的缓蚀剂也是一个有效的方法。对油田集输管线内壁进行相应的涂层工作也是解决其发生腐蚀现象的重要手段之一。即使用具备抗腐蚀性能的绝缘涂层材料涂于管道内壁,这里涂层处理方式有两种,一种是喷涂式,另一种是镀层式。一般可以选择环氧树脂作为涂层处理材料,以此达到使管道内壁形成相应的保护膜的目的,这个保护膜避免了运输介质与油田集输管线内壁的直接接触,经过对油田集输管线内壁的涂层处理,它的抗腐蚀能力能够得到有效的提升。油田集输管线会承受相应的压力与温度,由于油田的生产过程中所处的环节的不同,流动于油田集输管线内部的介质的物质成分也是不一样的。经过一系列的技术处理,油气中的杂质将会变少,进一步满足输送的标准,延缓了对管线的腐蚀。油田的生产现场存在大量的混合物,如果没有进行相应的油气水分离处理,将会加剧其对管线壁的腐蚀程度,为了进一步的提升管线的抗腐蚀能力,满足相应的技术要求,工作人员需要加强对于油田生产工艺的优化工作。
        2.3加强对油田集输管线的质量控制
        首先,对油田集输管线的质量监督工作进行强化,从管道材料的采购环节、验收环节、施工环节、调试环节入手,加强各个环节的质量监督管理,严格按照工艺设计文件和技术标准资料进行指标的逐一检查,尤其是对于可能引发腐蚀问题的指标或因素,应进行质量的严格监管,必要时结合试验来判断或证明管道材质是否符合质量标准,为集输管线的运维奠定良好的基础保障。其次,对年代久远的集输管线加强检查,及时更换老旧管道设施。由于腐蚀现象有逐步蔓延的演变特征,因此如果在腐蚀情况较弱的时候发现并及时处理,随着腐蚀面积的加大和腐蚀程度的加深,对油气输送的安全性威胁越来越大,为此,加大对老旧管线设施的腐蚀现象排查,对寿命过期或濒临过期的管道进行及时的更换。另外,构建集输管线设施信息数据库。利用信息技术、网络技术和数据技术,对油田集输管线建设施工和运维中的信息进行采集,一方面,及时发现集输管线的异常,尽早制定和采取科学的解决和处理方案,将隐患扼杀在萌芽状态;另一方面,通过对管线设施数据尤其是故障信息数据的处理分析,有效预测集输管线设施的使用寿命,制定科学的管线设施检修计划,更好地避免集输管线腐蚀对油田生产造成的不利影响,提高防腐管控能力。
        3结语
        随着油气开采难度的增大,油田集输管线的安全管理也面临新的挑战。腐蚀问题是困扰油田集输管线的重大问题,油田企业和从业人员有必要针对这一问题加大投入,对腐蚀产生的原因进行分析,结合新技术新环境,制定和采取妥善的处理和防控措施,如此,才能确保油田集输的安全性和稳定性,保障油田企业的经济效益。
        参考文献:
        [1]赵毅,许艳艳,朱原原,等.油田集输管道内防腐技术应用进展[J].装备环境工程,2018,15(6):53-58.
        [2]张扬.浅析埋地集输管道防腐和保温技术[J].科技风,2018(11):79-80.
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