油田地面工程管道防腐施工技术应用分析

2019-02-08王超

全面腐蚀控制 2019年11期

王超

（大庆油田第二采油厂基建工程管理中心，黑龙江大庆 163414）

1 油田地面管道腐蚀概念和腐蚀原理

1.1 油田地面管道腐蚀基本概念

油田地面管道工程繁琐复杂，且存在工程施工量大、地理位置跨度大等特点，部分管道在连接的途中甚至可能经历多个外界条件差异极大的地区，造成管道腐蚀问题特别多。现阶段，我国油田历经几十年的开采，已从高油期进入高水阶段，需要工作利用注水方式开采，这就大幅提升了管道的腐蚀程度。此外，还将造成管壁结垢问题严重，大量管道在投入使用后的数月便开始出现各种程度上的穿孔腐蚀现象，急需工作人员重新进行管道施工，给油田正常开采工作造成不利影响，增加油田地面工程作业量和成本。

1.2 油田地面管道腐蚀的机理

1.2.1 化学因素

油田地面管道水中和采出液中均含有大量的聚合物，矿化现象与含有乳化度明显，小直径悬浮物、腐蚀性物质以及细菌较多。CO2在地下水中溶解形成碳酸，造成油田采出液酸碱度改变，使其向酸性发展，进而加速了金属管道等的腐蚀速度。而且，由于油田采出液具有明显的矿化现象，氯离子浓度较高，加快了地面工程管道的腐蚀。并且，采出液酸性越高，腐蚀问题带来的后果也就越明显[1,2]。

1.2.2 物理因素

管道腐蚀问题受腐蚀传播介质压力、温度以及流速等多重物理因素影响。首先，温度与离子活跃程度存在正比关系，温度越高离子活性也就越高，腐蚀问题也就越严重。其次，地层水体溶解气体含量直接影响管道内壁腐蚀速度，气体含量越高管道腐蚀速度越快。最后，作用介质流动速度越快，介质中各种微小杂质对管道内壁的磨损就越严重，在流动的过程中对管道内壁防腐层造成极大破坏，大幅缩减管道寿命。

1.2.3 生物因素

采出液内部含有大量不同种类的微生物菌群，如硫酸盐还原菌、铁杆菌等，其营养获取、排泄、繁殖、死亡等各种生物活动均会加快工程管道腐蚀速度。一方面，铁杆菌可以将铁离子转变为三价铁离子，进而与氢氧根发生化学反应生成具沉降性的氢氧化铁，经过长时间的累积，在管道内壁形成厚重的污垢层；另一方面，还原菌能把物质还原成具有腐蚀性的硫酸根，使管道内部铁物质生产硫化亚铁等，对管道造成腐蚀[3]。

2 油田地面工程管道防腐施工技术应用

2.1 管道防腐蚀技术设计

油田地面管道防腐蚀施工效果、质量与具体设计方案具有紧密联系，设计方案质量优劣可对防腐效果、质量造成直接性影响。据黑龙江省大庆市大庆石油管理局调查科统计资料表明，在我国油田地面工程中，低压注水管道与污水管道普遍为钢制复合管和玻璃管，污水在流通的过程中极易造成腐蚀问题。鉴于上述问题，建议在满足管道强度标准的基础上，采用非金属类管道。在氯离子和硫化氢浓度较高的环境中，则应合理选取镍基合金复合型管道。为避免局部急流腐蚀作用，应在急流冲击部分加装三倍管径管道，在工人对管道进行焊接的过程中，应尽量选取抑制焊条焊丝，进而降低电偶腐蚀对管道产生的种种危害。在管道线路外部防腐蚀材料的选取过程中，应结合具体施工区域环境特点和腐蚀特点，外在破坏严重区域不可选用黄夹克防腐措施，水位较高的地区不可采用沥青防腐措施。

2.2 管道外防腐技术

影响油田地面管道工程外防腐施工整体质量和细节质量的因素较多，如工作人员施工水平、防腐蚀材料、涂刷技术等。为确保管道外防腐施工的各方面质量和防腐蚀能力，应严格要求施工人员遵守相关技术要求和操作规范，合理选取防腐层原料，完善升级涂敷技术，进而确保油田地面管道工程外防腐整体施工质量。根据外防腐施工方法的不同，大致可将其分为滚涂、涂刷和空气喷涂等多种形式。一方面，在众多防腐施工方法中，涂刷法操作更为便捷，且涉及相关设备较少，时常用于管道外防腐施工，但是涂刷法防腐施工要求施工人员工作强度较高，大量工作需要人工完成，施工质量稳定性和效率是其最大的缺点，在施工过程中经常由于施工人员操作问题造成漆膜成型缺乏一致性；另一方面，空气喷涂施工方法应使用专业化喷涂设备对空气进行吸入和压缩，再将气体高压喷射于管壁外部，其优势是施工效率高、质量稳定，其缺点是相关设备价格昂贵，操作流程相对繁琐复杂。

2.3 管道内防腐技术

现阶段，油田地面管道内防腐技术大致可分为几种，其中应用最为广泛的是阴极防腐方法和电化学防腐方法。首先，在阴极防腐方法方面，通过在油田地面管道上施加电流，降低介质中腐蚀物质活性，有效控制管道金属氧化速度，对管道内部薄弱部位形成良好保护作用，同时，阴极防腐方法被广泛应用于大面积管道防腐处理；其次，在电化学方法方面，通过对管道施加电流，控制管道内壁腐蚀速度。在外部电流的作用下，管道本身电位方向发生变化，在管道内部形成具有防腐功能的金属镀层，进而实现全方位的防腐保护。