對油田集輸管道腐蝕監測與防護的對策研究

馬景洋（西安石油大學，陜西 西安 710065)

程波 盧春江(長慶油田分公司第六采油廠武峁子作業區 陜西 定邊 710086）

1 序

隨著石油天然氣液體礦產的不斷開采，石油天然氣的生產已進入特高含水生產期，油田集輸管線是油田地面生產系統的基礎部分，管線的防腐蝕是油田基礎建設的重要部分。每個油田的防腐蝕辦法各不相同，比如中國石化西北油田分公司采用的防腐辦法為：采用外防腐補強技術，在管道外壁襯一層不銹鋼，再采用碳纖維補強，實現防腐和補強的雙重作用；根據不同環境和運行情況，選擇不同的緩蝕劑。有些油田單位則提出了輸油管道防腐新技術：無機非金屬防護層，無機防腐材料不老化、耐腐蝕、耐磨損、耐溫，使用壽命比有機材料大大提高，無機非金屬防護層主要有陶瓷涂層、搪瓷涂層、玻璃涂層；納米改性材料涂層增加材料的機械強度、硬度、附著力、提高管道的耐光性、耐老化性、耐候性。國外的油田在開采領域，科學工作人員經過多年的研究，對H2S在石油、天然氣集輸設備和輸送管線方面產生的腐蝕機理和規律，以及防護措施等都已形成了成熟的理論和方法。對于CO2和H2S共同作用產生的腐蝕及影響因素和規律還沒有系統的認識。

2 管線腐蝕原因及防護措施分析

通過前人的研究我們可以得出，管線腐蝕主要有以下四個方面因素：（1）土壤腐蝕。土壤是由多種物質組成的不均勻多相體系，由于在土壤中存在大量的空隙，給空氣和水充提供了空間，大量的空氣和水進入后土壤就形成了電解質。土壤中的大量的硫代酸鹽、硫氧化細菌等對管道產生腐蝕作用。（2）地下水的腐蝕。（3）大氣腐蝕。距離海水較近的油田往往會出現此種腐蝕，這種環境下，濕度較大，金屬管道表面容易形成薄液層，容易增加腐蝕性。（4）輸送介質腐蝕。輸送過程中的腐蝕介質有硫、硫化物等等。

目前比較常用的防腐蝕措施有以下兩種：（1）物理防護法：在管線的外表面加防護涂層，目的是為了隔絕土壤中的介質，阻止形成腐蝕電池。當下比較常用的涂層有煤瀝青、石油瀝青、環氧粉末等。（2）電化學法。這種方法主要是陰極保護法。該種方法從電化學腐蝕原理的角度出發，使被保護體成為陰極而停止腐蝕。包含兩種不同的方法：犧牲陽極法和外加電流法。

研究各不通油田的資料可到，集輸管道系統的所受環境腐蝕有以下兩種：埋地管線的外腐蝕，管道內腐蝕。作者在這個問題認識的基礎上，總結得出不同腐蝕形式的防護措施可以在以下幾個方面進行加強。埋地管道的外防腐。設備材料、表面因素、環境因素、設計施工因素。管道內防腐，管道內防腐的優劣性主要取決于內涂層的性能，內涂層應該有附著性強，不易脫落，防腐性強等特點。

3 油田集輸管道腐蝕檢測的必要性

根據科學數據資料所示，國外如美國、日本等發達國家每年因油氣集輸管線腐蝕造成的泄露事故0.5-0.7次，而我國則有5次之多。管道腐蝕一般會造成油氣泄露、工廠停工、土壤環境的污染、火災事故、周邊居民的財產損傷，甚至人員傷亡等重大事故。減少油氣管道的損害以及降低管道腐蝕對生產、經濟、社會等方面產生的影響。針對以上的這些可能出現的事故，油田會根據社會經濟的發展會引入先進的管道防腐技術，即使在先進的技術也會出現事故對安全生產有著極大的威脅。這個時候引入腐蝕檢測并進行驗證，可以針對不同的腐蝕采用不評價通的措施，并且可以針對哪個區域環境指定更為準確的防腐蝕方案，同時采用科學的檢測方法對集輸管道腐蝕情況進行定量的分析，免得出現投資浪費的情況。

總的來說油田集輸管道檢測的目的主要有以下幾點：（1）是為了集輸管線維修區域制定方案提供科學的依據；（2）可以為油田集輸管線的運營管理和事故搶修提供合理的技術支持；（3）對于集輸管道的壽命預測和使用評價提供可靠的依據；（4）為集輸管道選擇防腐技術提供最優證據。

因此，無論從管線的安全運營的角度還是從使用評價角度來說，都需要通過科學的腐蝕檢測來判斷每一條管線各區段或部位的具體腐蝕情況，以便對接下來的管線防護方法進行科學、經濟的選擇。

4 集輸管道腐蝕檢測模式的探討

針對油田集輸管道腐蝕的問題，為了達到減少腐蝕帶來的損失，并且確保管道的正常運行，本章將從管道腐蝕控制管理上進行檢測評價為基本手段進行探討。

4.1 通過開展腐蝕調研重新認識油田的腐蝕問題

油田可以根據本單位的情況，成立本單位負責防腐蝕的專門部門，組織開展油田集輸系統腐蝕狀況進行調查和分析，使大家對腐蝕與防護問題有一定認識。再好的防腐蝕技術都有失效的時候，從安全生產的角度我們要做的就是怎么樣提前發現事故的隱患，并且能及時的采取最優的方法控制這些隱患。也就是在充分利用好當前所有的集輸管道防腐蝕集輸的同時優化管理的方法。每一種集輸管線的防腐技術都用其的使用范圍，只有調研清楚導致腐蝕的主要因素之后，才可以選擇與特點環境下對應的防腐集輸和工藝，達到對輸油集輸管線的防腐目的。

4.2 控制腐蝕的管理基本思路

首先，在管道建設之初，需要相關負責部門建立科學的集輸管道防腐計劃，對管道薄弱環節做常規的防腐蝕化處理，尤其要強化管道內壁和外壁的除銹控制與管理功過，做到從建設初期就全面指定好防集輸管道腐蝕計劃。

其次，根據油田所在的環境和管道的材質，確定好地址勘察順序和時間，安排好防腐材料的運用和選擇方法，防腐漆的選擇尤其重要。

最后，管道中后期維護方案的制定。在執行方案的過程中尤其的落實責任在每級組織結構，對油氣集輸管道的建設，相關技術人員需要對生產運行和管道控制失效進行準確的分析，強化對油漆集輸管道的防腐蝕檢測，排除一切安全隱患和油氣泄漏的情況發生。

實施油氣集輸管道的方案，關鍵在于落實好防腐計劃。主要是根據油氣腐蝕介質性，以及所處的相關外界環境，提出科學的方案，選擇合理的防腐工藝，確保管道運行、維護措施以及是否需要整體更換或者局部更換。對于管道的維修計劃必須先進行腐蝕檢測評估，確定出具體的更換或維修區段，再確定中試或者跟蹤檢測評價，之后進一步落實維修。

4.3 集輸管線腐蝕檢測技術探索

在不開挖、不停工的情況下對各類集輸管道腐蝕狀況進行地面檢測與評價，以確定其腐蝕的具體程度與具體部位對管線的運行、維護和更換是非常有意義的。目前油田一般都是使用的PCM，GDP32，RTK，探地雷達、釬探等手段，進行衛星定位測量、管線探深、防腐層絕緣電阻的檢測和評價，確定需要更換、維修管線的具體位置，精確地了解到該管線的具體走向和該區域的地形參數。

5 結語

對于集輸管道腐蝕的防護可以從以下幾個方面著手：1、利用金屬的電化學腐蝕原理、將金屬設備進行陰極極化，以降低或防止金屬腐蝕2、在金屬表面進行防腐涂層的處理3、加強整個施工過程的監督和管理，保證工程質量4、加強埋地管道防護層破損點定位測量工作，及時發現破損點，采取措施。

任何的防腐措施都有失效的時候，該論文分析了輸油管道腐蝕原因，指出了管道腐蝕控制應注意的問題防腐蝕檢測對于集輸管線腐蝕可能造成的事故以及可能出現的時間有預警作用，對于老油田來說更是如此，通過檢測可以查出油田集輸管線的質量隱患，及時進行加固措施，為保障油田集輸管線的安全運行奠定基礎，同時為相關部門更換維修管線做最優的決策提供可靠的依據，減少不必要的投資浪費。因此，油田應該根據集輸管線的使用情況進行監測分析，針對不通區域的管線進行腐蝕具體分析，采取不通方式的維修思路，保障油田正常生產。

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