油田管道防腐保温技术的具体应用

2019-03-30巴显涛

全面腐蚀控制 2019年12期

关键词：磷酸盐保温层保温材料

巴显涛

（大庆油田第二采油厂基建工程管理中心，黑龙江大庆 163414）

0 引言

油田管道在对原油运输过程中，需对管道进行防腐保温措施，提升管道的使用寿命。油田管道的防腐保温层，可对运输中的原油进行保温，使其可在管道中流畅运输，在正确的技术支持下，可对管道形成有效防腐，提升管道的工作效率。

1 油田管道腐蚀成因

石油作为重要能源之一，在对其进行开采时，需通过管道对石油进行运输，由于石油处于地下，在对管道进行铺设时，一般采取埋地、架空和管沟等方式对管道进行安装，但管道经过长时间的使用，石油管道内部和接口处，易产生腐蚀现象[1,2]。当前石油管道一般使用金属材质，其金属被腐蚀主要是金属易与水和氧气发生吸氧腐蚀现象，当发生化学反应时，金属中低电极电位由于电子的缺失形成阳极，金属中高电极电位得到电子形成阴极，此时可形成氢氧化亚铁Fe（OH）2，其作为铁锈附着在金属管道表面，其疏松的结构，未能对管道起到保护作用，使其可继续进行氧化，致使管道内部被腐蚀。石油管道在铺设过程中，一般以管线设计为主，未能对地质问题进行考虑，管道周围的土壤易滋生大量的微生物，且土壤中的电阻率、含水量、酸碱度等都将对管道造成腐蚀性影响。

2 油田管道防腐保温层失效分析

油田在进行开采过程中，需对油田管道采取保温措施，其主要目的是为防止介质温度减低或高温伤人，同时对原油进行保温，可有效降低原油粘度，提升其运输的流畅性。传统的油田管道保温材料主要由石灰棉、矿渣棉、硅藻泥等组成，随着科学技术的不断进步，新型材料的逐步引进，可提升石油管道的保温程度。当前被广泛应用的材料为硬质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯硬泡，由防护层、保温层和防腐层组成，因此又称其为夹克保温管，其具有闭孔结构，重量轻、隔热效果佳、比强度高、耐热、耐寒、防震等特性，可对石油管道进行有效保护。

但部分石油管道的防腐保温层易造成失效，使其与外界土壤和微生物发生反应，导致管道产生腐蚀现象。其主要原因为外力破坏、施工质量差和自然环境腐蚀等，外力破坏是指石油管道埋设深度较浅，机械设备在进行运输和装载过程中，易造成保温层破坏。工作人员应按照图纸进行正确施工，并对施工路径进行预处理，设置相应的注意事项，避免因外力导致防护层受到损害。

施工质量差是指在工程施工时，质量把控不严格，在铺设防护层时，由于工作人员的误操作对防护层造成损害，并未对破损处进行及时处理，导致留下安全隐患。工作人员未能保持防护层表面的清洁程度，将导致防护层补口处出现粘结不严等问题，进而使防护层脱落，同时在进土层回填时，坚硬石块也是导致防护层破损的原因之一。施工人员应正确按照施工图纸进行规范操作，并对地质进行勘探，当遇见特殊地质时，应制定相应的方案，保证回填土的密度与周围环境相一致[3]。

3 油田管道防腐保温技术的应用

3.1 保温材料的应用

当前油田管道保温材料一般分为有机高分子材料和无机多孔材料。有机高分子材料包括酚醛泡沫材料，温度适应性强，但其在使用过程中需要对其进行温控催热，使其得到固化程度，酚醛材料脆性较大且吸水能力强，荷载承受力较小。聚苯乙烯材料，其以树脂和发泡剂融合而成，其粘性较大，可对管道进行吸附，对管道形成有效保护，但其在高温下易融化，其使用环境受限。聚氨酯材料性能优越，实用性强，且工艺简单，其温度承受范围在100℃，可适用于大多数温控管道。无机多孔材料主要以磷酸盐材料为主，通过其与镁化物进行反应，使用氧化剂对其进行催化反应，可催生出发泡型磷酸盐化合物，其具有发泡率高、防水性高和强度高等特性。

依据材料的综合特性可得出聚氨酯材料为管道保温材料首选之一，其制作工艺已经达到预制水准，通过技术的不断优化，可将材料间的优点进行融合，对其性能进行优化，通过复合型结构，提升材料的自身保温性、耐腐蚀性、高强度等，因此可对保温层进行内外设置，通过有机和无机结合的方式，提升材料的使用范围。可将内层设置为磷酸盐材料，将外层设置为聚氨酯材料，由于管道内部温度较高，磷酸盐材料的选用可对管道进行隔热，外层的聚氨酯材料具有防水性，可有效隔绝土壤中水分等，对管道进行防腐保温。

3.2 防腐技术的应用

防腐技术的应用包括管道阴极保护法、缓蚀剂使用措施等。石油管道在输油过程中，由于石油含有水分，在氧气作用下易于管道发生电化学反应，致使管道腐蚀，阴极保护法主要是对管道的阳极电位进行隔离，使其无法通过电位形成反应，但由于管道线路过长，此方法技术含量较高，在实施过程中，将具有一定的难度，一般需配合缓蚀层进行使用。缓蚀剂是直接作用于管道表面，通过形成一定厚度的防腐层，可对空气进行隔离，同时可延缓管道的腐蚀，提升管道的使用寿命，达到防腐的最终目的。