注水管腐蚀现状与策略讨论

陈洪波

摘 要：注水管出现腐蚀问题就会直接影响到输送油的质量，因此，研究注水管腐蚀形成原因，并且找出针对性的策略解决腐蚀问题是非常重要的一项内容，结合工作实际，首先阐述油田注水管道腐蚀反应的主要因素，其次针对腐蚀机理给出建议性的策略，仅供参考。

关键词：注水管；腐蚀；现状；策略

中图分类号：TE983 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0088-01

注水管道腐蚀的主要原因就是在开采过程中为了有效的提升开采效率，并且在长期的工作之下伴随着注水水质的恶化，从而也就引发了硫酸盐氧化还原菌的衍生反应，进而就造成了整个井下的管柱以及输油管线发生结垢反应，这种情况的发生必然会影响油气输送无法顺利进行，造成了整个管线出现问题，严重的损害了企业的经济效益。通过大量的工作经验总结之后发现大，当前的内部管线更换周期不能超过3a，因为管路发生腐蚀以及结构问题而造成了整个管路出现问题的达到了90%以上，出现问题之后还要进行管线的更换或者维修，共计费用会超过10亿元。因此，石油企业必须要加大注水管路系统腐蚀规律的研发并且提出切实可行的方案，这样才能促进该行业的发展，提升企业的经济效益。

1 导致油田注水管道腐蚀反应的主要因素

1.1 PH值

通过研究发现，如果PH值处于4～10之间，该结构的内部就会收到氧扩散反应的限制；如果PH值处于酸性范围内，碳钢表面所形成的保护膜就会被逐渐的溶解，使得整个管线表面部分与酸性物质直接接触，所以在工作过程中适当的注入一定的水可以提升PH值进而避免出现上述的酸性危害，但是这种方法并不能消除其他方式的销蚀反应。通过深入的分析之后可以发现，如果注水之后的PH值处于7左右，可以更好的避免发生腐蚀范围，但是如果PH值如果超过稳定值10就会达到了碱性临界点，碳钢表面所存在的Fe2O3覆盖膜就会逐渐的达到了钝化r-Fe2O3防护膜，腐蚀速度就会大大降低。但是，如果PH值超过了规定的范围，腐蚀反应又会重新开始，造成这种情况的主要原因就是碳钢表面的钝化膜逐渐反应之后形成了可溶性铁酸钠。

1.2 溶解氧

氧腐蚀对于注水管道中的腐蚀作用是比较强，只要是溶液内部存在有少量的氧就会导致严重腐蚀反应的发生，并且伴随着H2S、CO2的产生而逐渐增强腐蚀反应。氧在水中的溶解速度会受到温度、压力以及氯化物的含量，此时会发生局部侵蚀反应，周边结构的材质以及速度也会超过平常腐蚀的3倍。

1.3 二氧化碳

二氧化碳与水反应之后就会形成碳酸，电化学腐蚀也就会形成，特别是对于地质下层水中所含有的CO2量比较大，各种井下的施工机械设备以及管路会受到碳酸的严重腐蚀。钢材在受到了碳酸腐蚀之后，产物具备一定的溶解特性，此时的保护膜很难再次形成，伴随着水中的CO2含量的增大，腐蚀反应会加速进行。经过研究发现，二氧化碳的溶解速度因为温度、压力等因素受到影响，需要严格控制各个方面的因素才能有效的降低腐蚀速度。

1.4 溶解盐

技术人员通过深入分析管道腐蚀机理因素之后发现，内部液体中含有的Ca2+、Cl-物质对管道的腐蚀存在直接影响，尤其是A3钢材的腐蚀反应会随着Cl-浓度上涨而不断的上升，然后出现下降反应，这主要是因为是在溶解氧、电导率相互作用而发生的。随着水中Cl-浓度的上升，内部介质的电导率会刀子腐蚀速度的增加；在该过程中如果Cl-浓度达到5000mg/L，内部溶解氧的含量会下降，腐蚀速度也就会有所下降。有关Cl-对腐蚀规律的影响，需要金属部分的表面局部点面的不均匀吸附作用而存在，从而可以使得吸附位置处的金属表面出表层活化反应。通过研究发现，Cl-本身蕴含强劲的穿透实力，保护膜外层也会因为受到外力作用而加速腐蚀反应。

1.5 温度效应

经过长期的研究发现，在敞口的体系中，只要温度達到了80℃，腐蚀速度也就会伴随着温度的维持而加速，然后在下降；但是如果是发生在封闭的空间内，腐蚀速度也就不会出现下降的反应，而油田水表所处的位置比较特殊，实际的温度也会达到了150℃，所以工程技术人员需要提起足够的重视。

2 油田管道防腐蚀的主要措施

从目前的实际情况来看，注水管道系统的防腐措施也比较多，主要有杀菌、除氧、镀层防护以及更换玻璃钢管材质等方法，而选择使用阴极与内涂层的防护方法是最为经济合理的，该技术的应用范围也是最为广泛的。钢铁镀层防护措施目前主要应用的是电镀、热镀等方式，耐腐蚀金属也就会逐渐的转化为钢铁的实质表面，而镀层又会表现出阳极与阴极两种主要的形式。金属器材通过涂层防腐处理的方式能够满足经济性的要求，疏导的过程中选择最为合理的材料对于整体的防腐蚀性能影响最为关键。通过大量的实践经验总结发现，使用环氧氨酯涂料能够提升整个管道的耐高温以及抵抗污水的性能，但是使用寿命也不会超过10a。

2.1 重防腐蚀环氧粉末涂料

这种涂料在制作的过程中主要使用环氧树脂、颜料以及各种添加剂来制作完成，热固反应之后形成，具备较强的防腐蚀效果，同时还能够有效的避免溶剂挥发以及针孔扩张而带来的影响，为了全面提升防腐性能，有些研究机构中已经开始加强研究重防腐蚀环氧粉末涂料。某研发机构已经逐渐开始使用双酚A模式环氧树脂作为主体的成膜材料，可以适当的灌入一定助剂，改良成为不溶性重防腐蚀材料，整体附着能力比较强且更具柔韧性，可以更好的防止高温腐蚀反应的发生，提升材料的防腐蚀。

2.2 8701环氧树脂涂料

该防腐蚀的涂料主要使用的是环氧树脂作为基层的材料，同时还要使用改性氨类固化剂、颜料来进行堆积反应，可以更好的事项防腐蚀作用。随着创新的进行，很多无毒的固化剂涂层也逐渐被研发出来，使得内部固体含量的增大，有效的降低了污染，且不存在任何的异味，具备较强的综合性能。目前该材料已经被广泛的应用到了我国的油井管道防腐蚀中，有切实污水管道，储罐内应用也比较广泛，经济效益与防腐蚀性能都比较高。

2.3 改性聚氨酯重防腐涂料

如果使用环氧树脂、甲苯二异氰酸酯调试出具备防腐蚀效果的材料，在使用中会逐渐的转化成富有羟基的共聚形态物质，较之传统的固化剂来说，其可以更好的适应温室固化技术调试的要求。该材料更具耐碱性，附着性能也比较强，同时还能够更好的抵抗化学腐蚀反应，无论是涂膜的质量以及后期的耐磨性能都有大幅提升，可以在管道内壁上使用超过5a，经济效益非常可观。

2.4 钛纳米防腐涂料

钛纳米聚合物防腐蚀材料是目前世界上应用范围最为广泛的一种防腐蚀材料，该材料的研发打破了物质从小到大破坏的常规，瞬间会制作出纳米钛粉，粒度为（10～50）nm，填料与物质之间会发生键合作用，具备耐磨、耐腐蚀以及耐溶剂等优势，并且可以自我修复与自洁反应，大大提升了材料的表面结构强度。这种钛纳米聚合物材料的使用可以大大提升管道防腐蚀性能，并且其使用的范围逐渐扩大，通过实践经验总结可以发现，使用了多年之后管道内部的涂层没有存在脱落现象，并且涂层表面的颜色也基本不会发生变化，不存在任何的结垢反应，使用效果非常好，经济效益也非常的客观，可以在更大的范围内应用。

3 结语

通过大量的实践经验总结之后发现，我国的很多油田管道中存在的腐蚀现象非常多，再加上主管管道内部一些物质的存在使得腐蚀速度非常快，这就需要加强防腐蚀的研究，以保证管道在安全条件下运行。技术人员在实践中应该加强调试，可以实时的观察管道运行情况，选择最佳的处理方案。

参考文献

[1]谢飞，吴明，张越，闫龙.辽河油田注水管线结垢腐蚀原因分析及阻垢缓蚀剂应用试验[J].石油炼制与化工，2011，42（9）：92-96.

[2]周国信，雷宝艳.油田采出水对注水系统腐蚀机理的探讨[J].辽宁化工，2011，40（3）：304-306.

[3]徐士祺.温度对油田注水管道内电化学腐蚀的影响[J].腐蚀与防护，2015，36（3）：226-229.