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摘 要:油田管道运输作为石油、水、气体等介质最安全经济的输送方法,已经有了100多年的发展历史。然而在管道输送的过程中,由于管道所处的内外腐蚀环境往往复杂多变,管道腐蚀问题成为影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素。综合各种腐蚀因素考虑,目前油田管道的腐蚀问题主要集中表现在注水管线、热回水、蒸汽伴热管线、高含水输油管线以及储罐部分、污水处理设备等油田的生产设施上。本文针对油田管网及设备腐蚀的问题,分析了油田管道腐蚀的原因及危害,介绍了油田管道防腐设计的现状,并对油田管道防腐设计的前景进行了展望。
关键词:油田管道 防腐设计 现状 发展
一、油田管道腐蚀的原因及危害
在油田管道的输送过程中,由于石油、天然气输送管道防腐层的磨损、剥离及老化等,都会造成管道的腐蚀、穿孔及泄露,给企业带来严重的经济损失的同时,也会给社会环境和公众带来严重危害。比如,地下油气管线在投产使用几年后发生腐蚀穿孔不仅会引起油气的泄露损失,还会造成维修材料、人力上的浪费以及停工停产的损失,甚至因腐蚀引起火灾,尤其是成品油管道腐蚀所引起的爆炸,不仅威胁到人身安全,而且污染环境,后果的严重程度可想而知。由此可见,腐蚀问题不仅会造成钢铁资源的浪费,还会因腐蚀使得设备及管道的使用寿命缩短,因为管道更新及设备的造价远远超过了材料本身的价格,增加生产成本的同时经济效益大大降低。腐蚀造成的直接经济损失是巨大的,所以,管道的防腐设计及施工工艺技术越来越受到油田企业及社会各界的关注。
二、油田管道的防腐设计现状
提高管道的防腐设计水平以及综合运用管道防腐新材料及新技术,是延长管道使用寿命的主要措施,也是科学技术与工程设计中的焦点,具有很重要的经济意义及现实意义。目前国内外的油气管道大多采用防腐涂层及外加强电流的阴极保护技术,从而达到管道与自然环境相隔离的目的。
1.管道的外腐蚀及防腐涂层的设计
对于油田外防腐涂层早期一般采用石油沥青、环氧煤沥青及煤焦油瓷漆等,一般油田的注水管道、从井口至计量间以及从计量间至接转战的集油管线、回水伴热管线的管道外防腐涂层常采用的是石油沥青,石油沥青虽然具有原料来源广及成本低的优点,但是其使用寿命短、机械性能低,而且容易受到细菌腐蚀及植物根系穿透,防腐质量较低,同时施工难度大且不易操作,对环境的污染较严重;环氧煤沥青虽然价格低廉且操作方便,但是在应用中却存在如下问题:涂层薄脆易损、因没有环氧含量的标准及检测方法而导致质量易受人为所控制、吸水率高而导致的高维护成本等。为了切实加强集油管线、回水伴热管线及注水管线等的外防腐层预制工作,并提高对其的防护等级,建议油田管道的外防腐涂层根据防腐部位的不同采用不同的涂层结构。
2.管道的内腐蚀及防护设计
油田管道的内壁防腐蚀同样是管道防腐蚀的重要组成部分,尤其是断块油田中的不同区块、不同层系的采出水质混合后常出现结垢的现象,及细菌、溶解气等的腐蚀因素影响,导致了油田集油管道、污水处理管道等的內腐蚀现象。对于油田管道的内腐蚀较常采用的方法是将管道的内壁加设防腐涂层,目前较常用的防腐涂层有:环氧粉末涂层、聚氨酯聚合物涂层等,其中,环氧粉末涂层是一种热固体粉末,具有适应温度广、化学稳定性好的优点,其耐酸碱性能强,使用性能优越,可以在很大程度上提高整体管线的防腐效果;聚氨酯聚合涂层是一种新型的管道内壁防腐技术,该技术的优点是可以控制防腐层的厚度,以及根据管道使用年限的不同来人工调节防腐层的厚度。在进行实际的防腐涂层设计时可以根据管道的不同功能及介质类型来选择防腐涂层类型。
3.阴极保护技术
阴极保护技术采用使管道阴极化的措施以避免管道本身失去电子而被腐蚀,这种技术适合于管道内外壁腐蚀较严重的情况,实施阴极保护技术可以有效减缓管道内外壁的腐蚀速率。将已经确定为管道腐蚀较严重的油田区域作为一个整体进行阴极保护设计,并实施阴极保护措施,以及需要有专人对于阴极保护设施进行必要的维修保护及做好阴极保护的测试工作。
三、对于油田管道防腐设计的展望
随着油田开发规模的扩大,以及防腐新材料及新工艺的应用,油田管道工程的防腐设计必将逐渐受到重视,未来防腐蚀设计工作将会在以下方面加大改进力度:
1.新油田的开发及老油田的改造等工程在研究阶段、初步设计阶段、方案选择阶段等前期工作中即开始考虑相应的防腐方案的设计,力争做到同期规划及设计。
2.防腐设计工作必将不断完善,不仅会明确表明涂层的种类、地面漆的搭配要求、干膜总厚度等,还会明确涂层的附着力、涂料含量以及抗冲击强度等必要的物性指标,甚至会根据不同的环境条件来表明处理要求,以充分保证涂层质量,提高防腐效果。
3.各种防腐的新材料及新工艺将不断得到推广并应用,比如近年来出现的熔结环氧粉末涂层、3PE复合防腐管、100%固含量的无溶剂液体环氧涂料防腐管以及聚脲涂料罐内防腐施工工艺和风送挤涂管的内防腐技术等等,这些必将成为管道防腐设计领域的一道新风景。
参考文献
[1]韩文礼 林竹.埋地管道防腐蚀技术的现状与展望[J].焊管,2008,31(03).
[2]陈强.国内外油气管道防腐新技术发展现状[J].甘肃石油和化工,2010(03).
[3]戴世玉 任帅民等.输油管道防腐技术现状与展望[J].中国科技信息,2012(10).
关键词:油田管道 防腐设计 现状 发展
一、油田管道腐蚀的原因及危害
在油田管道的输送过程中,由于石油、天然气输送管道防腐层的磨损、剥离及老化等,都会造成管道的腐蚀、穿孔及泄露,给企业带来严重的经济损失的同时,也会给社会环境和公众带来严重危害。比如,地下油气管线在投产使用几年后发生腐蚀穿孔不仅会引起油气的泄露损失,还会造成维修材料、人力上的浪费以及停工停产的损失,甚至因腐蚀引起火灾,尤其是成品油管道腐蚀所引起的爆炸,不仅威胁到人身安全,而且污染环境,后果的严重程度可想而知。由此可见,腐蚀问题不仅会造成钢铁资源的浪费,还会因腐蚀使得设备及管道的使用寿命缩短,因为管道更新及设备的造价远远超过了材料本身的价格,增加生产成本的同时经济效益大大降低。腐蚀造成的直接经济损失是巨大的,所以,管道的防腐设计及施工工艺技术越来越受到油田企业及社会各界的关注。
二、油田管道的防腐设计现状
提高管道的防腐设计水平以及综合运用管道防腐新材料及新技术,是延长管道使用寿命的主要措施,也是科学技术与工程设计中的焦点,具有很重要的经济意义及现实意义。目前国内外的油气管道大多采用防腐涂层及外加强电流的阴极保护技术,从而达到管道与自然环境相隔离的目的。
1.管道的外腐蚀及防腐涂层的设计
对于油田外防腐涂层早期一般采用石油沥青、环氧煤沥青及煤焦油瓷漆等,一般油田的注水管道、从井口至计量间以及从计量间至接转战的集油管线、回水伴热管线的管道外防腐涂层常采用的是石油沥青,石油沥青虽然具有原料来源广及成本低的优点,但是其使用寿命短、机械性能低,而且容易受到细菌腐蚀及植物根系穿透,防腐质量较低,同时施工难度大且不易操作,对环境的污染较严重;环氧煤沥青虽然价格低廉且操作方便,但是在应用中却存在如下问题:涂层薄脆易损、因没有环氧含量的标准及检测方法而导致质量易受人为所控制、吸水率高而导致的高维护成本等。为了切实加强集油管线、回水伴热管线及注水管线等的外防腐层预制工作,并提高对其的防护等级,建议油田管道的外防腐涂层根据防腐部位的不同采用不同的涂层结构。
2.管道的内腐蚀及防护设计
油田管道的内壁防腐蚀同样是管道防腐蚀的重要组成部分,尤其是断块油田中的不同区块、不同层系的采出水质混合后常出现结垢的现象,及细菌、溶解气等的腐蚀因素影响,导致了油田集油管道、污水处理管道等的內腐蚀现象。对于油田管道的内腐蚀较常采用的方法是将管道的内壁加设防腐涂层,目前较常用的防腐涂层有:环氧粉末涂层、聚氨酯聚合物涂层等,其中,环氧粉末涂层是一种热固体粉末,具有适应温度广、化学稳定性好的优点,其耐酸碱性能强,使用性能优越,可以在很大程度上提高整体管线的防腐效果;聚氨酯聚合涂层是一种新型的管道内壁防腐技术,该技术的优点是可以控制防腐层的厚度,以及根据管道使用年限的不同来人工调节防腐层的厚度。在进行实际的防腐涂层设计时可以根据管道的不同功能及介质类型来选择防腐涂层类型。
3.阴极保护技术
阴极保护技术采用使管道阴极化的措施以避免管道本身失去电子而被腐蚀,这种技术适合于管道内外壁腐蚀较严重的情况,实施阴极保护技术可以有效减缓管道内外壁的腐蚀速率。将已经确定为管道腐蚀较严重的油田区域作为一个整体进行阴极保护设计,并实施阴极保护措施,以及需要有专人对于阴极保护设施进行必要的维修保护及做好阴极保护的测试工作。
三、对于油田管道防腐设计的展望
随着油田开发规模的扩大,以及防腐新材料及新工艺的应用,油田管道工程的防腐设计必将逐渐受到重视,未来防腐蚀设计工作将会在以下方面加大改进力度:
1.新油田的开发及老油田的改造等工程在研究阶段、初步设计阶段、方案选择阶段等前期工作中即开始考虑相应的防腐方案的设计,力争做到同期规划及设计。
2.防腐设计工作必将不断完善,不仅会明确表明涂层的种类、地面漆的搭配要求、干膜总厚度等,还会明确涂层的附着力、涂料含量以及抗冲击强度等必要的物性指标,甚至会根据不同的环境条件来表明处理要求,以充分保证涂层质量,提高防腐效果。
3.各种防腐的新材料及新工艺将不断得到推广并应用,比如近年来出现的熔结环氧粉末涂层、3PE复合防腐管、100%固含量的无溶剂液体环氧涂料防腐管以及聚脲涂料罐内防腐施工工艺和风送挤涂管的内防腐技术等等,这些必将成为管道防腐设计领域的一道新风景。
参考文献
[1]韩文礼 林竹.埋地管道防腐蚀技术的现状与展望[J].焊管,2008,31(03).
[2]陈强.国内外油气管道防腐新技术发展现状[J].甘肃石油和化工,2010(03).
[3]戴世玉 任帅民等.输油管道防腐技术现状与展望[J].中国科技信息,2012(10).