油田地面集輸管線腐蝕穿孔分析及防治措施

王 帥

大港油田公司第五采油廠 天津300283

1 集輸管線腐蝕的主要因素

1.1 防腐層的影響 根據現場集輸管道的防腐情況,發現瀝青涂層的損傷是影響管道腐蝕穿孔的主要因素之一。瀝青涂層的損壞可能是由于長期老化造成的。通常,瀝青的損傷從焊接部位開始,逐漸出現大面積裂縫,最終促進瀝青涂層與管道的分離,防腐效果失效。

集輸管道防腐層損壞的原因是多方面的。例如,在管道運輸過程中,管道的吊裝和拖拽可能會損壞管道的防腐層;如果管道修補工藝不合格,該部位也容易發生腐蝕。通過對多條集輸管道腐蝕情況的調查,發現大部分腐蝕發生在管道彎頭和接口處,埋地管道也可能存在二次腐蝕問題。補焊部位一旦沒有科學合理的防腐措施,就可能出現二次腐蝕的問題,增加維修成本,給企業造成巨大的經濟損失。

1.2 二氧化碳和硫化氫的影響 在石油運輸過程中,可能會產生相應的二氧化碳和硫化氫,此時這兩種物質可能在共存的條件下發生腐蝕。硫化氫可能與管道中的鐵發生反應生成硫化鐵。當二氧化碳和硫化氫混合時,可能發生相應的化學反應生成碳酸亞鐵。在實際的腐蝕過程中,腐蝕程度還與壓力和相應的溫度有關,因此在控制腐蝕條件的過程中,必須保證合理控制硫化氫和二氧化碳的用量以及二者的分壓比。根據研究資料可以發現,在所有管道中,20%的區域產硫化亞鐵,30%的區域產碳酸亞鐵。其余50%是由于硫化氫和二氧化碳交替作用造成的腐蝕現象。因此,如果采出水中溶解了二氧化碳和硫化氫,就會發生嚴重的金屬腐蝕侵蝕現象。

1.3 集輸管道質量問題 金屬材料主要用于集輸管道。管道腐蝕是由于金屬材料與有關物質發生化學反應而引起的。因此,集輸管道的材質是腐蝕問題的直接原因。集輸管道所用材料應具有良好的抗氧化、防腐性能。具有高耐蝕性的金屬材料可以避免金屬管道的腐蝕。很多集輸管道會選用質量較差的材料,金屬材料在焊接過程中容易發生焊接。油氣利用焊縫腐蝕集輸管道,在焊縫處產生電解反應,反應范圍擴大,導致管道腐蝕速度加快。

2 集輸管線的防腐措施

2.1 優化集輸管線質量 油田企業應優化集輸管線質量,選用高質量的材料,并且要求材料具備良好的抗腐蝕性能,在儲運的各個環節,都能減緩管線發生腐蝕的速度。在優化集輸管線過程中,油田企業在管線的鋪設環節,應對選用的管線材料質量進行深入的檢測,包括材料的型號、出廠合格證書等,若上述指標存在問題,應及時更換,避免存在質量問題的材料作為集輸管線。其次在完成管線焊接后,工作人員應認真檢測焊接的膨脹率,根據焊接膨脹率判斷管線的連接情況,防止管線使用不同的材料,出現膨脹率不一致的問題,影響到管線的使用壽命。

2.2 加強防腐層的保護 增加對管線實施的防腐蝕保護措施,一方面是重點關注管線在地下的防腐層保護。由于集輸管線通常會深埋在地下,需要增加管線外部的防腐層,利用防腐層隔絕管線的金屬離子與土壤介質發生離子反應,同時還能減少與空氣的接觸,避免管線發生氧化反應。此外在管線內配置腐蝕電池回路電阻,利用電阻增加對離子的阻隔,減少管線中電子離子的流通,防止出現離子反應,從而獲得良好的防腐蝕效果。

2.3 管道的早期更換 種植者應加強對集輸管道的檢查,并通過以下方式解決腐蝕問題:如果腐蝕面積大,常規方法無法有效處理,必須及時更換管道,有利于控制管道腐蝕面積;另外應該根據管道的使用壽命,在規定的時間內更換管道。更換管道時,應避免管道碰撞,保證管道的整個保護層,防止防腐層中的腐蝕性物質影響管道的正常使用。

2.4 化學防護措施 石油企業采取的化學防護措施主要針對陰極,通常分為兩種方法,一種是受害人死亡;第二種是電流陰極射線法,在使用犧牲陽極法時,需要在管外平滑地涂抹帶有負離子的金屬材料,形成金屬保護層。即使管道內發生化學反應,管道內也會產生許多負電荷。但是,管道的外部是陽極,不能連接陽極和陰極,避免管道內的腐蝕,當采用外加陰極射線保護方法時,在金屬管道上配置外部電源。外部電源的負極連接到管道,電源的正極連接到附加陽極。目前,管道內陰極處于保護狀態,管道內形成電位差。陰極采用電位差保護,避免腐蝕管道。

2.5 使用其它試劑進行改善 為防止金屬管道發生過度電化學反應,或非金屬管道密封性不強,可引入其他試劑。例如,在緩釋劑的使用過程中,可以將緩釋劑均勻地分布在管道上,既可以提高管道的耐腐蝕性,又可以提高管道的使用壽命。或在非金屬管道的生產過程中,可采用無溶劑環氧樹脂內涂層的方式對管道進行涂裝,保證管道密封度的提高。

結論

綜上所述,油田集輸管線出現腐蝕問題,應對管線的質量、防腐層以及運輸過程進行分析,根據上述原因實施防腐蝕措施,保證集輸管線材料質量和防腐蝕性能符合使用要求,增加對防腐層的保護,借助犧牲陽極法或者外加電流陰極保護法,使管線保持在良好的運行狀態。若管線出現較為嚴重的腐蝕情況,應及時更換管線,同時對原有的管線增加檢測,針對管線出現的腐蝕問題及時處理,從而提高管線的運行能力,提高油氣的生產效率。