埋地原油集輸管道防腐技術(shù)適用性分析

楊 琳

（大慶油田第五采油廠工藝研究所，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

原油集輸管線是石油生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)的重要組成部分， 承擔(dān)著原油以及相關(guān)介質(zhì)輸送的重要作用，受原油管線安裝工作環(huán)境以及輸送介質(zhì)的特殊物理化學(xué)性質(zhì)決定，集輸管線更容易受到腐蝕的影響。造成管線腐蝕的影響因素較多，從輔助因素來源角度可以分為介質(zhì)類腐蝕因素和土壤腐蝕因素兩大類。在介質(zhì)腐蝕因素中，水占比最高。水是主要的石油伴生物，目前我國多數(shù)油田進(jìn)入了中后期開采階段，許多油藏的綜合含水率已經(jīng)超過了90%，原油水溶液中存在的大量雜質(zhì)均為管線腐蝕的主要來源，主要包括，對金屬管線有直接腐蝕作用的溶解鹽類物質(zhì)以及氯化物。水中存在的氧氣、二氧化碳、硫化氫等物質(zhì)、硫酸鹽、各類微生物等[1]。

土壤中存在的管線腐蝕因素主要有電解質(zhì)溶液、雜散電流以及微生物等。目前我國原油集輸管線仍以金屬管線為主，長期在土壤中電解質(zhì)溶液的作用下會出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象。土壤中應(yīng)各類因素產(chǎn)生并存在的零散電流，長期從金屬管線經(jīng)過時，會緩慢的產(chǎn)生電解作用，造成電腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1 原油集輸管線管道防腐技術(shù)及適用性分析

1.1 內(nèi)防腐技術(shù)

1.1.1 緩蝕劑防腐

我國油田目前已經(jīng)投入使用的埋地管線緩蝕劑種類較多，不同類型的緩蝕有著不同的適用環(huán)境。從緩蝕劑成為角度可以分為有機緩蝕劑和無機緩蝕劑兩種，其中有機型緩蝕劑適用范圍最為廣泛。在管線中加入相應(yīng)成分的緩蝕劑可以在一定程度上，降低各類腐蝕因素對管線的影響速度，從而達(dá)成防腐的最終目的。緩蝕劑適用范圍廣成本低廉，同時操作簡單對適用環(huán)境要求較低，一次使用可以長期見效。但伴隨緩蝕劑的不斷應(yīng)用，該防腐方式的弊端與問題也逐步凸顯。首先緩蝕劑在使用前需要對管線腐蝕的影響因素、伴生水性質(zhì)以及腐蝕機理進(jìn)行分析研究，從而確定緩蝕劑成分，這需要進(jìn)行大量的檢測和實現(xiàn)，才可以確定。同時在伴隨生產(chǎn)的不斷進(jìn)行，介質(zhì)成分不斷發(fā)生變化，含水率逐步升高，這是需要進(jìn)行大量的后續(xù)實驗才可以確保緩蝕劑適用性。因此該方法后續(xù)工作量十分巨大，加藥周期的確定也相對困難[2]。

1.1.2 內(nèi)防腐層技術(shù)

內(nèi)防腐層技術(shù)是目前我國油田以及其它工業(yè)集輸管線防腐中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。通過在管線內(nèi)部增加防腐涂層達(dá)到隔絕管線與腐蝕物質(zhì)的目的，從而實現(xiàn)管線防腐、內(nèi)防腐層技術(shù)從施工工藝角度主要分為穿插、翻襯兩種類型。穿插是金屬管線內(nèi)部穿插一條高度密集的聚乙烯內(nèi)襯管，達(dá)到隔離防腐的目的。具體施工流程如下，首先使用牽引設(shè)備將對應(yīng)型號的內(nèi)襯管拉送至金屬管線中，內(nèi)襯管在進(jìn)入管線后受其彈性以及記憶效應(yīng)影響會迅速擴張并緊密貼合管線內(nèi)壁形成內(nèi)防腐層，起到隔絕腐蝕物質(zhì)的效果。該技術(shù)工藝不僅可以用于新投產(chǎn)管線的防腐施工，也可以用作老舊管線的腐蝕修復(fù)施工[3]。

但襯管技術(shù)在應(yīng)用過程中也逐步凸顯了一些問題。首先，受襯管材料特點決定，襯管技術(shù)最大穿插長度有著明顯的限制，最大單次施工長度一般不超過2km，因此會造成管線內(nèi)部襯管無法形成連續(xù)的內(nèi)防腐層，存在縫隙。同時管線施工一般需要采用法蘭連接的方式，也會對內(nèi)防腐層造成一定的損傷和影響，操作難度也相對高；其次，內(nèi)防腐層的環(huán)境耐受性較差，管線輸送介質(zhì)溫度較高時，hepe塑料材質(zhì)的內(nèi)襯管會發(fā)生融化以及變形，防腐效果降低甚至消失。目前我國油田使用的內(nèi)襯防腐材料的最高承受溫度為120℃，可以長期使用的安全溫度一般不高于70℃；最后穿插內(nèi)襯管工藝是依靠內(nèi)襯管的記憶效應(yīng)以及彈性實現(xiàn)與管線內(nèi)壁的貼合，本身與管體之間并沒有粘結(jié)以及密封措施，一旦出現(xiàn)破損就會直接造成輸送介質(zhì)流向內(nèi)襯層和管線內(nèi)壁之間，導(dǎo)致防腐措施失效[4]。

1.2 外防腐技術(shù)

原油需要在28℃以上才可以保持良好的流動性，達(dá)到原油技術(shù)的必要條件，因此原油技術(shù)管線多數(shù)需要采用伴熱的方式加熱集輸。因此原油集輸管線一半采用防腐-保溫-防水的外防腐結(jié)構(gòu)。目前我國油田多數(shù)技術(shù)管線采用的聚氨酯泡沫和聚乙烯夾克的一體化防水、保溫、防腐的解決方案，也被稱為“黃夾克”但該方法受實施工藝和設(shè)備的限制，對89mm以下的小口徑管線應(yīng)用相對困難。

1.3 陰極保護(hù)技術(shù)

陰極保護(hù)技術(shù)主要作為管線綜合防腐方案中的備用和應(yīng)急環(huán)節(jié)使用。在防腐涂層受到破壞失去防腐作用時，陰極保護(hù)技術(shù)可以及時發(fā)揮防作用。不帶保 溫防水層的防腐管線與陰極保護(hù)配合能起到很好的 防腐效果，尤其是環(huán)氧粉末、液體環(huán)氧類涂層。但該技術(shù)的防腐效果仍不夠理想，而且防腐條件要求相對苛刻，需要管線的保溫層以及防腐涂層同時失效時才可以發(fā)揮作用。否則無法發(fā)揮出防腐的作用，導(dǎo)致陰極保護(hù)技術(shù)無法獨立應(yīng)用，只能作為防腐的補充和備用工藝與其他防腐技術(shù)共同使用

2 結(jié)語

目前我國多數(shù)原油集輸仍采用伴熱集輸?shù)姆绞?，管線輸送介質(zhì)溫度較高，因此外防腐涂層是最優(yōu)的防腐方案。在外防腐技術(shù)中環(huán)氧粉末具有更高的溫度耐受性，在高溫下性質(zhì)十分穩(wěn)定，補口質(zhì)量易于控制，受外面的保溫層和防水層的保護(hù)，彌補了本身耐沖擊性能差的缺點，作為原油集輸管線外防腐層是比較好的選擇。 預(yù)制過程中要嚴(yán)格 控制環(huán)氧粉末涂層預(yù)制質(zhì)量，尤其是涂層厚度和漏點，粉末涂覆后進(jìn)入“一步法”保溫防水生產(chǎn)線前,要 進(jìn)一步檢測。