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【摘要】随着油田行业的快速发展,原油输送需要高效能保质保量。本文简要的分析了油田埋地管线的腐蚀类型和原因,并針对这些原因提出了管线腐蚀的治理相关策略。
【关键词】油田埋地管线 腐蚀 检测 分析 防护
1 综合分析埋地管线失效的原因
1.1 分析管线外防腐层老化被破损原因
施工时的缺陷。油田埋地管线施工过程中,管线的接头处、弯头、三通等处没有做好防腐层处理;在铺设管线时,防腐层受到硬物的破坏或者损伤形成破损;管线交汇时,受到挤压而造成防腐层的磨损和变形;管线埋设较浅时,长时间受到阳光的照射将会导致防腐层的老化,或者受到冷热交替而导致管线腐蚀。
选取的防腐层不恰当。当前,防腐层的种类很多,因此,选择防腐层时一定要结合埋地环境的地形、地貌具体特点,做出科学的选择。例如:在外界破坏频繁的区域,防腐层不易选择黄夹克类的,这是由于这类防腐层不会进行自我修复,还能够将破坏力进一步传递,使破坏点越来越大,导致管线裸露,最终管线腐蚀穿孔。
第三方的破坏。有些埋地管线经常会受到外力的挤压或承重,久而久之,管线承受能力下降,结构发生变化,很容易出现变形腐蚀穿孔;新管线铺设时造成管体的损伤,或者是管线二次连头时,不注意连接处的二次防腐,人们往往忽略这些,长时间埋地后,管线就会在损伤部位和连接处慢慢出现腐蚀,穿孔也最快;一些恶意的人为破坏,如盗油者的打孔,都将会导致防腐层的破坏,丧失保护作用。
缺乏管理观念。在油田埋地管线施工过程中,仅仅是对管体维护的高度重视,但是却没有充分的重视管线的防腐层的保护。在管线遇到穿孔补漏时,往往只修复了管线的漏洞,却没有将防腐层及时的修复,进而造成维护成本的增加,导致管线的腐蚀程度更加恶化。
1.2 分析管体腐蚀原因
油田埋地管线在水的质量分数低于30%时,管体腐蚀主要为外腐蚀。当埋地管线没有或者失去阴极保护系统时,防腐层受到多方面因素破坏、老化后,埋地管线管防腐层破坏的部位将直接、长期裸露在腐蚀性强的环境下,这样就会对管体造成严重的腐蚀;特别是个别存在较重阳极倾向的管段,当防腐层受到破坏后将可能在很短的时间内形成强烈的管体腐蚀,甚至形成管体的穿孔,导致管线内介质的泄露。
埋地管线在水的质量分数超过70%时,将同时受到内外腐蚀的作用。导致管线出现内腐蚀的因素有:管线内防腐蚀层缺陷处有小阳极、大阴极的腐蚀电荷存在,出现电荷腐蚀,导致腐蚀穿孔速度的加快;管线的输送介质污水、清水混合时,杂质较多,导致管线形成较为严重的结垢腐蚀;单井采出液中存在大量的砂砾,未采取任何措施而直接汇入外输干线,进而导致管线底部出现冲刷腐蚀。在更换管线时,选用不同材质的两种管线实施焊接,从而导致电偶腐蚀的形成。
不当的生产工艺或施工工艺,也会导致埋地管线出现局部腐蚀的现象。如焊条和母材材质不匹配,进而导致在焊缝临近的位置出现电偶腐蚀;线缆局部加热的方式常常会使线缆和管线接触的部位产生温差腐蚀;当H2S、CO2以及硫酸盐还原菌存在与管输介质中时,却没有进行任何防护措施,则导致局部的化学腐蚀。
2 腐蚀防护措施2.1 选材和设计
采用具备较强抗腐蚀能力的管线,对含有较强腐蚀性离子的物质进行传输。如新型的稀土铝合金管线、镍基合金复合管等。用含铬钢输送CO2含量高的物质,要根据腐蚀介质中CO2的实际含量来确定钢中铬的含量,从而达到防腐蚀和节约成本的目的。在管线的更换或者施工中,必须要确保管线材质的一致性,进而使管线的腐蚀速度降低。污水存在很强的腐蚀性,甚至会高于一般水质的20倍,因此在这种情况下要选取符合强度要求的非金属材质管线,如玻璃钢管、钢骨架复合管。对于管线曲率的设计,还要遵循不小于三倍管径的规定,从而使湍流对管线产生的腐蚀减低。在进行防腐层选择时,对于有较多芦苇、杂草、水位较高的地区,外防腐剂应当选用沥青;对于容易受到外力破坏的区域,通常不选取黄夹克类防护层,对于重要的输气或者输油管道,则可采用PE类防腐层。
2.2 注重防腐蚀技术管理
在管线防腐蚀技术管理过程中,使用最多的防腐技术有阴极保护、涂层防护、添加缓冲剂等等,这些均为环保且有效的防腐形式。药剂的防腐性能,如果环境中的CO2含量过高,则可以根据温度先用9H或9BS;倘若管线是在常温注水系统的环境中,溶解有氧加速下的HCO3-或Ca2+时,则选取IMC-07型缓蚀剂。关于涂层防护技术的应用,则是根据管线使用的具体环境决定的,以试验和评价作为基础,然后在完成涂层技术的确定,避免形成盲目的投资。做好施工时的把关工作,确保被保护区域存在有效地阴极保护。油田防腐工程中MMO涂层的应用效果十分明显,应用前景广阔。
2.3 定期检测管线
通过对在役管线的定期检查,能够将存在的问题和腐蚀程度及时的发现,并予以解决。如及时的发现破损点和盗油点,降低腐蚀损失;将老化、损坏较大的防腐层。检测管体的腐蚀程度,能够将轻度的腐蚀阳极点、腐蚀威胁等及时的发现,在对腐蚀位置、程度确定后,采取针对性的治理措施,最终将防腐蚀工作做到有的放矢,不仅降低了防腐蚀工作投入,同时取得了良好的防腐蚀效果。
3 结论
在我国,陆上油田各类输送介质的管线,在地下形成传输管线管网,起着至关重要的作用。油田的大部分油、气、水都是通过管线来进行传送的,埋于地下需要很高的安全性和连续性,所以,一旦管线出现腐蚀,带来的麻烦是很大的,同时,因管线腐蚀导致的油气泄露造成的经济损失也非常严重。在油田提液强度不断增大的状况下,在一定程度上也增大了埋地管线的负荷量,这样就要求管线有更高的耐腐蚀性,更可靠更安全的进行传送,有效的达到防腐的目的,成了当前形势下急需解决的一个问题。
参考文献
[1] 余小波.油田管线的腐蚀与防护方法探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2012(12)
[2] 张雪明.油田埋地管线腐蚀检测与防护技术分析[J].石油和化工设备,2012(3)
【关键词】油田埋地管线 腐蚀 检测 分析 防护
1 综合分析埋地管线失效的原因
1.1 分析管线外防腐层老化被破损原因
施工时的缺陷。油田埋地管线施工过程中,管线的接头处、弯头、三通等处没有做好防腐层处理;在铺设管线时,防腐层受到硬物的破坏或者损伤形成破损;管线交汇时,受到挤压而造成防腐层的磨损和变形;管线埋设较浅时,长时间受到阳光的照射将会导致防腐层的老化,或者受到冷热交替而导致管线腐蚀。
选取的防腐层不恰当。当前,防腐层的种类很多,因此,选择防腐层时一定要结合埋地环境的地形、地貌具体特点,做出科学的选择。例如:在外界破坏频繁的区域,防腐层不易选择黄夹克类的,这是由于这类防腐层不会进行自我修复,还能够将破坏力进一步传递,使破坏点越来越大,导致管线裸露,最终管线腐蚀穿孔。
第三方的破坏。有些埋地管线经常会受到外力的挤压或承重,久而久之,管线承受能力下降,结构发生变化,很容易出现变形腐蚀穿孔;新管线铺设时造成管体的损伤,或者是管线二次连头时,不注意连接处的二次防腐,人们往往忽略这些,长时间埋地后,管线就会在损伤部位和连接处慢慢出现腐蚀,穿孔也最快;一些恶意的人为破坏,如盗油者的打孔,都将会导致防腐层的破坏,丧失保护作用。
缺乏管理观念。在油田埋地管线施工过程中,仅仅是对管体维护的高度重视,但是却没有充分的重视管线的防腐层的保护。在管线遇到穿孔补漏时,往往只修复了管线的漏洞,却没有将防腐层及时的修复,进而造成维护成本的增加,导致管线的腐蚀程度更加恶化。
1.2 分析管体腐蚀原因
油田埋地管线在水的质量分数低于30%时,管体腐蚀主要为外腐蚀。当埋地管线没有或者失去阴极保护系统时,防腐层受到多方面因素破坏、老化后,埋地管线管防腐层破坏的部位将直接、长期裸露在腐蚀性强的环境下,这样就会对管体造成严重的腐蚀;特别是个别存在较重阳极倾向的管段,当防腐层受到破坏后将可能在很短的时间内形成强烈的管体腐蚀,甚至形成管体的穿孔,导致管线内介质的泄露。
埋地管线在水的质量分数超过70%时,将同时受到内外腐蚀的作用。导致管线出现内腐蚀的因素有:管线内防腐蚀层缺陷处有小阳极、大阴极的腐蚀电荷存在,出现电荷腐蚀,导致腐蚀穿孔速度的加快;管线的输送介质污水、清水混合时,杂质较多,导致管线形成较为严重的结垢腐蚀;单井采出液中存在大量的砂砾,未采取任何措施而直接汇入外输干线,进而导致管线底部出现冲刷腐蚀。在更换管线时,选用不同材质的两种管线实施焊接,从而导致电偶腐蚀的形成。
不当的生产工艺或施工工艺,也会导致埋地管线出现局部腐蚀的现象。如焊条和母材材质不匹配,进而导致在焊缝临近的位置出现电偶腐蚀;线缆局部加热的方式常常会使线缆和管线接触的部位产生温差腐蚀;当H2S、CO2以及硫酸盐还原菌存在与管输介质中时,却没有进行任何防护措施,则导致局部的化学腐蚀。
2 腐蚀防护措施2.1 选材和设计
采用具备较强抗腐蚀能力的管线,对含有较强腐蚀性离子的物质进行传输。如新型的稀土铝合金管线、镍基合金复合管等。用含铬钢输送CO2含量高的物质,要根据腐蚀介质中CO2的实际含量来确定钢中铬的含量,从而达到防腐蚀和节约成本的目的。在管线的更换或者施工中,必须要确保管线材质的一致性,进而使管线的腐蚀速度降低。污水存在很强的腐蚀性,甚至会高于一般水质的20倍,因此在这种情况下要选取符合强度要求的非金属材质管线,如玻璃钢管、钢骨架复合管。对于管线曲率的设计,还要遵循不小于三倍管径的规定,从而使湍流对管线产生的腐蚀减低。在进行防腐层选择时,对于有较多芦苇、杂草、水位较高的地区,外防腐剂应当选用沥青;对于容易受到外力破坏的区域,通常不选取黄夹克类防护层,对于重要的输气或者输油管道,则可采用PE类防腐层。
2.2 注重防腐蚀技术管理
在管线防腐蚀技术管理过程中,使用最多的防腐技术有阴极保护、涂层防护、添加缓冲剂等等,这些均为环保且有效的防腐形式。药剂的防腐性能,如果环境中的CO2含量过高,则可以根据温度先用9H或9BS;倘若管线是在常温注水系统的环境中,溶解有氧加速下的HCO3-或Ca2+时,则选取IMC-07型缓蚀剂。关于涂层防护技术的应用,则是根据管线使用的具体环境决定的,以试验和评价作为基础,然后在完成涂层技术的确定,避免形成盲目的投资。做好施工时的把关工作,确保被保护区域存在有效地阴极保护。油田防腐工程中MMO涂层的应用效果十分明显,应用前景广阔。
2.3 定期检测管线
通过对在役管线的定期检查,能够将存在的问题和腐蚀程度及时的发现,并予以解决。如及时的发现破损点和盗油点,降低腐蚀损失;将老化、损坏较大的防腐层。检测管体的腐蚀程度,能够将轻度的腐蚀阳极点、腐蚀威胁等及时的发现,在对腐蚀位置、程度确定后,采取针对性的治理措施,最终将防腐蚀工作做到有的放矢,不仅降低了防腐蚀工作投入,同时取得了良好的防腐蚀效果。
3 结论
在我国,陆上油田各类输送介质的管线,在地下形成传输管线管网,起着至关重要的作用。油田的大部分油、气、水都是通过管线来进行传送的,埋于地下需要很高的安全性和连续性,所以,一旦管线出现腐蚀,带来的麻烦是很大的,同时,因管线腐蚀导致的油气泄露造成的经济损失也非常严重。在油田提液强度不断增大的状况下,在一定程度上也增大了埋地管线的负荷量,这样就要求管线有更高的耐腐蚀性,更可靠更安全的进行传送,有效的达到防腐的目的,成了当前形势下急需解决的一个问题。
参考文献
[1] 余小波.油田管线的腐蚀与防护方法探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2012(12)
[2] 张雪明.油田埋地管线腐蚀检测与防护技术分析[J].石油和化工设备,2012(3)