油氣集輸管線防腐蝕技術(shù)分析

高城

摘 要：油氣管道屬于油氣等能源物質(zhì)傳輸?shù)年P(guān)鍵，但常年埋在地下的油氣集輸管線很容易出現(xiàn)腐蝕問題，這使得油氣集輸管線防腐蝕技術(shù)常年受到業(yè)界重視?；诖耍疚膶⒑唵畏治鲇吞锛敼芫€腐蝕現(xiàn)狀，并深入探討油氣集輸管線防腐蝕技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，希望研究內(nèi)容能夠給相關(guān)從業(yè)人員以啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：油氣集輸管線;補(bǔ)口機(jī)補(bǔ)口技術(shù);一體化防腐蝕技術(shù)

引言：多方面原因均可能導(dǎo)致油氣集輸管線出現(xiàn)腐蝕問題，如管線材質(zhì)不符合實(shí)際需求、管壁偏薄、新舊管線連接處理不當(dāng)?shù)?。為盡可能提升油氣集輸管線防腐蝕性能，正是本文圍繞油氣集輸管線防腐蝕技術(shù)開展具體研究的原因所在。

1.油田集輸管線腐蝕現(xiàn)狀分析

1.1現(xiàn)狀分析

油田集輸管線腐蝕屬于油田作業(yè)需要關(guān)注的重點(diǎn)，該問題一旦出現(xiàn)將帶來嚴(yán)重負(fù)面影響，如導(dǎo)致設(shè)備性能下降、使用壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡問題。在油氣運(yùn)輸和油田生產(chǎn)過程中，油田集輸管線腐蝕問題必須得到關(guān)注。現(xiàn)階段行業(yè)在緩蝕劑添加、管線內(nèi)外防腐方面取得了一定成果，管線腐蝕問題得到有效抑制，油田集輸管線運(yùn)行效率因此大幅提升[1]。

1.2腐蝕因素

可圍繞油田集輸管線的外壁和內(nèi)壁分別分析腐蝕因素。對(duì)于深埋地下的多數(shù)油田集輸管線來說，成分復(fù)雜的土壤在不同地區(qū)差異較大，這使得防腐工作存在較高難點(diǎn)，電位差腐蝕、特殊土壤環(huán)境均可能導(dǎo)致管線外壁腐蝕問題出現(xiàn)，土壤中較大電位差、適合微生物生存的土壤環(huán)境很容易導(dǎo)致油田集輸管線外壁腐蝕;油田集輸管線內(nèi)壁與油氣內(nèi)攜帶物質(zhì)很多時(shí)候能夠發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，如硫化氫等物質(zhì)引發(fā)的氫脆及腐蝕現(xiàn)象，原油中存在的砂石等雜質(zhì)也會(huì)沖擊和侵蝕內(nèi)壁，引發(fā)內(nèi)壁腐蝕問題[2]。

2.油氣集輸管線防腐蝕技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1補(bǔ)口機(jī)補(bǔ)口技術(shù)

內(nèi)防腐蝕涂層現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用于油氣集輸管線防腐領(lǐng)域，自動(dòng)化涂敷內(nèi)防腐蝕涂層也早已在行業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。補(bǔ)口機(jī)補(bǔ)口技術(shù)能夠在工廠預(yù)制防腐蝕涂層進(jìn)行現(xiàn)場補(bǔ)口，在完成內(nèi)壁除銹和涂敷施工后，該技術(shù)可圍繞管道焊接接頭內(nèi)表面基于內(nèi)涂層補(bǔ)口機(jī)開展液體涂料涂敷施工。作為集成化設(shè)備，管道內(nèi)涂層補(bǔ)口機(jī)具備除銹、除塵、行走、定位、檢測、噴涂等功能，由管外監(jiān)控部分和管內(nèi)作業(yè)小車組成，該設(shè)備的工程流程為：“探測管段→安裝調(diào)試→涂料加注→行走→定位→處理表面→檢驗(yàn)除銹質(zhì)量→涂敷→檢驗(yàn)涂層質(zhì)量→后續(xù)涂敷→檢驗(yàn)涂層質(zhì)量”。在補(bǔ)口機(jī)補(bǔ)口技術(shù)應(yīng)用前，需要探測管段內(nèi)部，并對(duì)可能影響技術(shù)應(yīng)用的因素進(jìn)行處理，完成涂敷后的厚度、外觀、漏點(diǎn)檢測也需要嚴(yán)格開展。值得注意的是，多方面因素均可能影響補(bǔ)口機(jī)補(bǔ)口技術(shù)應(yīng)用效果，如現(xiàn)場地形限制、機(jī)載涂料用量、補(bǔ)口機(jī)結(jié)構(gòu)、焊縫質(zhì)量、除銹系統(tǒng)處理效果、涂裝質(zhì)量，這類因素需要在補(bǔ)口機(jī)補(bǔ)口技術(shù)應(yīng)用過程中得到重點(diǎn)關(guān)注[3]。

2.2風(fēng)送擠涂技術(shù)

風(fēng)送擠涂技術(shù)同樣屬于典型的油氣集輸管線防腐蝕技術(shù)，該技術(shù)在小口徑管道上具備較高應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于組焊埋地后的油氣管道，風(fēng)送擠涂技術(shù)可用于管道內(nèi)部防腐蝕處理，圖1為風(fēng)送擠涂技術(shù)示意圖。

在技術(shù)應(yīng)用過程中，需完成涂管道通球清理，同時(shí)需保證管道試壓合格，之后在線噴砂除銹處理管道內(nèi)壁，用泵將液體涂料打入管道，擠涂球行進(jìn)以空壓機(jī)高壓氣動(dòng)力為動(dòng)力，連續(xù)、均勻涂層可在管道內(nèi)壁形成，腐蝕介質(zhì)與管道內(nèi)壁的有效隔離能夠順利實(shí)現(xiàn)。風(fēng)送擠涂技術(shù)能夠解決補(bǔ)口機(jī)補(bǔ)口技術(shù)在小口徑管線無法應(yīng)用的問題，技術(shù)在提升高含水原油管道防腐蝕性能方面也有著出色表現(xiàn)。風(fēng)送擠涂技術(shù)應(yīng)用的擠涂材料主要成膜物多為環(huán)氧樹脂，同時(shí)使用的助劑包含玻璃纖維，防腐蝕涂料因此具備較為出色的厚涂性能和耐磨性能，環(huán)氧樹脂固化后可保證防腐蝕涂料存在穩(wěn)定網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，涂層整體性能和機(jī)械性能可同時(shí)在玻璃纖維支持下提升，強(qiáng)腐蝕性環(huán)境下管道內(nèi)壁耐腐蝕性能可得到保障。風(fēng)送擠涂技術(shù)的應(yīng)用過程可概括為：“準(zhǔn)備材料機(jī)具→準(zhǔn)備施工現(xiàn)場→在線噴砂除銹→風(fēng)送擠涂→質(zhì)量檢查”，其中施工現(xiàn)場準(zhǔn)備涉及管道通球、技術(shù)交底、清掃、無關(guān)組件封堵、試壓等內(nèi)容。

2.3電鍍防腐蝕技術(shù)

電鍍防腐蝕技術(shù)在油氣集輸管線外壁防腐蝕處理中的應(yīng)用較為廣泛，陽極性鍍層、陰極性鍍層均屬于典型的電鍍防腐蝕技術(shù)應(yīng)用形式。以陽極性鍍層的具體應(yīng)用為例，這種電鍍防腐蝕技術(shù)適用于電化影響嚴(yán)重區(qū)域，通過在油氣集輸管線中輸入直流電流，陰極化管壁表面，即可提升管線外壁防腐蝕性能。強(qiáng)制電流陰極保護(hù)技術(shù)屬于定性的電鍍防腐蝕技術(shù)，通過設(shè)置輔助陽極，將直流電源傳入回路中，即可得到呈陰極的被保護(hù)金屬，滿足油氣集輸管線外壁防腐蝕需要。在惡劣腐蝕和高電阻土壤環(huán)境下，強(qiáng)制電流陰極保護(hù)技術(shù)的實(shí)用性較高，但該技術(shù)同時(shí)存在驅(qū)動(dòng)電壓高、使用周期長、無法獨(dú)立工作、全生命周期使用成本較高、干擾周圍構(gòu)件、需要常年外供電等特性，這使得該技術(shù)在范圍較廣的大型油氣集輸管線中存在較高應(yīng)用價(jià)值。

2.4防腐涂層保護(hù)技術(shù)

通過將防腐試劑涂抹于油氣集輸管線內(nèi)、外壁，即可提升管線防腐蝕性能，這種技術(shù)能夠隔絕土壤中的空氣和水，以及原油中的腐蝕介質(zhì)。防腐涂層保護(hù)技術(shù)可按照無機(jī)涂層、有機(jī)涂層、復(fù)合涂層分為三類，焦煤、橡膠、瀝青等屬于典型的有機(jī)涂層，陶瓷層、熱玻璃層屬于典型無機(jī)涂層，結(jié)合有機(jī)和無機(jī)涂層的復(fù)合涂層擁有最佳防腐蝕效果，復(fù)合涂層屬于近年來行業(yè)研究熱點(diǎn)。一體化防腐蝕技術(shù)屬于典型的復(fù)合涂層技術(shù)，該技術(shù)由外壁環(huán)氧粉末防腐蝕層、內(nèi)壁環(huán)氧粉末防腐蝕層、管端內(nèi)襯不銹鋼管組成，可同時(shí)滿足油氣集輸管線的內(nèi)壁和外壁防腐蝕需要。一體化防腐蝕技術(shù)在應(yīng)用中能夠得到連續(xù)完好的內(nèi)壁防腐蝕層，內(nèi)防腐蝕補(bǔ)口等問題也能夠在技術(shù)應(yīng)用中有效規(guī)避，具備較好的整體防腐蝕效果。在一體化防腐蝕技術(shù)中，管端內(nèi)襯不銹鋼管可提升焊口內(nèi)防腐蝕性能，環(huán)氧粉末內(nèi)噴涂可提升內(nèi)壁防腐蝕性能，外壁環(huán)氧粉末防腐蝕層可滿足外壁防腐蝕需要。一體化防腐蝕技術(shù)的應(yīng)用流程可概括為：“內(nèi)壁噴砂除銹→外壁拋丸除銹→內(nèi)、外壁處理質(zhì)量檢驗(yàn)→內(nèi)襯不銹鋼→內(nèi)壁噴涂環(huán)氧粉末→外壁噴涂環(huán)氧粉末→檢驗(yàn)涂層質(zhì)量”。對(duì)于小口徑油氣集輸管線來說，一體化防腐蝕技術(shù)能夠在工廠預(yù)制完成所有工序，具備質(zhì)量可控、可檢特性，改性環(huán)氧粉末涂料在管線內(nèi)壁和外壁的應(yīng)用能夠充分發(fā)揮其成膜均勻、耐磨性和耐熱性突出優(yōu)點(diǎn)，表面光滑的內(nèi)涂層在管輸效率提升、磨阻降低方面也能夠充分發(fā)揮自身優(yōu)勢。一體化防腐蝕技術(shù)將不銹鋼和粉末涂料的防腐蝕性能集于一體，施工效率也因現(xiàn)場免補(bǔ)口施工而提升。不銹鋼材質(zhì)可基于腐蝕介質(zhì)類別優(yōu)選，為保證過渡區(qū)的耐腐蝕性，需存在至少20mm的涂層覆蓋內(nèi)封焊部位，電偶腐蝕可同時(shí)有效規(guī)避。一體化防腐蝕技術(shù)在應(yīng)用中還需要保證現(xiàn)場施工與工廠預(yù)制的緊密結(jié)合，為提升焊縫耐腐蝕性，可同時(shí)選擇“自保護(hù)藥芯焊絲鎢極氬弧焊打底+過渡焊”的焊接工藝，填充蓋面需使用手工電弧焊工藝，由此DN50及以上油田集輸管線的內(nèi)、外壁防腐蝕需要將得到較好滿足。

結(jié)論：綜上所述，油氣集輸管線防腐蝕技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值較高。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的補(bǔ)口機(jī)補(bǔ)口技術(shù)、風(fēng)送擠涂技術(shù)、電鍍防腐蝕技術(shù)、防腐涂層保護(hù)技術(shù)等內(nèi)容，則直觀展示了油氣集輸管線防腐蝕技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。為更好應(yīng)用油氣集輸管線防腐蝕技術(shù)，油氣集輸管線腐蝕因素研究、新型材料與技術(shù)研發(fā)同樣需要得到重視。

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