中原油田某注水管线改造工程管材防腐形式比选

王华艳

摘 要 注水管线使用寿命与管材的内、外防腐形式息息相关，通过对几种内防腐形式的耐腐蚀性能、连接形式、应用情况、经济指标及存在风险等因素进行对比，最终选取性价比较高的厚浆型环氧玻璃鳞片内防钢管，外防采用外防腐选用三层PE为本管道工程站外管线的主要外防腐层，同时局部应用防腐性能更好，造价相对较高的内镀钨合金管做试验段，为今后类似项目管材选取提供参考依据。

关键词 内防腐形式 注水管线 污水水质 管材性能比较

中图分类号：TQ637 文献标识码：A

0 前言

本工程注水干线自1988年投入使用至今已经有28年，原管线采用无缝钢管，无内防腐，外防采用加强级沥青防腐。生产管网运行时间长，管线存在不同程度腐蚀、老化问题，导致频繁穿孔，造成大面积的污染，管段渗漏后无法及时修复或修复时间长给油田生产造成较大损失，对周边居民造成较大安全隐患，因此为消除安全隐患，达到安全生产的目的，对注水管线进行更新是十分有必要的。

1 管材内防形式比选

为防止管线腐蚀，延长使用寿命，对以下五种内防形式进行比选。在胜利油田腐蚀最严重的区块之一即动心采油厂广利联合站，建立了中国石油行业第一个技术管道防腐技术中试基地，对非金属管道玻璃釉内衬管等5种非金属管道进行了为期一年的中试应用，并对应用后的管道进行了解剖试验，广利联合站集输介质成分及生产工况见表1。

管道中试应用后的现场评价为玻璃釉内衬管表面出现麻点，失去原有光泽，局部表面有明顯腐蚀破坏痕迹，结垢严重；解剖管道微观分析评价结果为玻璃釉内衬管表面出现较多的微裂痕，玻璃体发生粉花并开始脱落，腐蚀较严重。内衬不锈钢管（双金属复合管）（DN15～DN600）主要用于高温、高压、高硫、高含氯和高含二氧化碳介质。双金属复合管由外基管和内衬层构成。外基管主要为碳钢，内衬层主要为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢、铜基合金、镍基合金、钛及其合金等，内衬不锈钢管基管强度高，刚性打，承压能力稳定，抗冲击大，高矿化度工况内衬层腐蚀性能较好，但是造价高，为普通耐蚀存材的40%-50%，多用于酸性环境的工艺管线，且本工程水质腐蚀组分主要是氯离子57927mg/L，经验表明对于氯离子高的水质，不锈钢管不耐腐蚀；且双金属复合管连接时，往往需要焊接，而内衬材质（双相不锈钢、镍基合金等）极难焊接，并且存在多层焊，焊接接头结构复杂，焊缝是管道的薄弱部位，对于本工程埋地注水管线，法兰连接无形又增加泄漏点，综上本工程不采用内衬不绣钢管。

厚浆型环氧玻璃鳞片内防钢管玻璃鳞片防腐涂料是以耐蚀性能树脂为主要成膜物，薄片状的玻璃鳞片为骨科，配以各种添加剂组成的厚浆型涂料。内镀钨合金钢管是在钢管内壁镀渗钨基非晶态合金层，形成防腐涂层，钨合金镀层由A、B、C三层结构组成。通过工艺控制，A层为柱状结晶，B层为层状结晶，C层为非晶态结构，且各层电极电位C>A>B，由于结晶不同，柱状空隙与片状空隙不易重合在一点上，孔隙率减小，腐蚀的几率下降。如果镀层被破坏，在腐蚀的环境中，因B层电位最低，作为阳极，造成B层的横向腐蚀，先B层发生保护性腐蚀，后A层发生腐蚀，有效保护机体，所以钨合金ABC结构具有明显的抗腐蚀性能。另外，钨合金镀层均匀，表面光洁度0.2-0.4 m，可有效降低管内介质及已腐蚀表面造成的区域紊流，从而避免因局部流体饱和度增大产生的结垢现象发生。

内镀钨合金管在高温高压环境下耐CO2、H2S腐蚀；防结垢性能优异；附着力性能优异；钨合金防腐管道采用丝扣连接或者环套连接，施工便捷，安装更加方便、低耗、高效。中原油田平均矿化度高，内镀钨合金管在中原油田P1-46井于2011年9月应用钨合金管，至2012年11月提井检验，连续使用14个月的的物合剂防腐管无较强腐蚀、结构现象，而之前普通钢管使用周期为4个月，大大提高了使用寿命。但是注水管线中采用内镀钨合金管的应用实例年限较短，尚需论证。

2 钢管外防

本工程原用注水干线采用普通石油沥青防腐涂层外防，该防腐形式具有施工简单、价格低廉、修复简便等优点，在过去油田管线施工中被普遍应用。但随着长时间生产运行发现，该防腐形式在盐碱地区尤其是高含水区域，有剥离和吸水现象，加剧管线腐蚀老化速度。

结合国内目前施工现状以及防腐层的综合性能、涂敷作业的简便性、经济性等因素，经综合比较，初步确定本工程注水管线外防腐层采用三层PE防腐涂层。补口采用无溶剂液体涂料+热收缩带。热煨弯管外涂层采用无溶剂液体环氧涂料+热收缩缠绕带。

选用三层PE为本管道工程站外管线的主要外防腐层，主要是因为它具有环氧粉末和聚乙烯防腐层的双重优点，各项综合性能比较优异，而且其抗冲击性能尤为突出，防腐层绝缘电阻很高，防腐层质量较好。目前国内已有多家三层PE防腐层的生产加工厂家，生产能力和材料来源比较稳定，防腐层价格适中，并且该防腐层的补口方式操作比较简单，技术成熟，易于实施。

3 总结

防腐性能涉及到使用寿命，管材造价涉及到工程投资，综合考虑各项指标选取性价比最高的管材，本工程注水管线采用厚浆型环氧玻璃鳞片内防钢管，外防腐选用三层PE为本管道工程站外管线的主要外防腐层，同时考虑采用局部采用内镀钨合金管试验段，应用一段时间后，厚浆型环氧玻璃鳞片内防钢管与内镀钨合金管做对比，为以后的类似项目管材选取提供参考。