油田地面集输管线腐蚀穿孔分析及防治措施

王 帅

大港油田公司第五采油厂 天津300283

1 集输管线腐蚀的主要因素

1.1 防腐层的影响 根据现场集输管道的防腐情况,发现沥青涂层的损伤是影响管道腐蚀穿孔的主要因素之一。沥青涂层的损坏可能是由于长期老化造成的。通常,沥青的损伤从焊接部位开始,逐渐出现大面积裂缝,最终促进沥青涂层与管道的分离,防腐效果失效。

集输管道防腐层损坏的原因是多方面的。例如,在管道运输过程中,管道的吊装和拖拽可能会损坏管道的防腐层;如果管道修补工艺不合格,该部位也容易发生腐蚀。通过对多条集输管道腐蚀情况的调查,发现大部分腐蚀发生在管道弯头和接口处,埋地管道也可能存在二次腐蚀问题。补焊部位一旦没有科学合理的防腐措施,就可能出现二次腐蚀的问题,增加维修成本,给企业造成巨大的经济损失。

1.2 二氧化碳和硫化氢的影响 在石油运输过程中,可能会产生相应的二氧化碳和硫化氢,此时这两种物质可能在共存的条件下发生腐蚀。硫化氢可能与管道中的铁发生反应生成硫化铁。当二氧化碳和硫化氢混合时,可能发生相应的化学反应生成碳酸亚铁。在实际的腐蚀过程中,腐蚀程度还与压力和相应的温度有关,因此在控制腐蚀条件的过程中,必须保证合理控制硫化氢和二氧化碳的用量以及二者的分压比。根据研究资料可以发现,在所有管道中,20%的区域产硫化亚铁,30%的区域产碳酸亚铁。其余50%是由于硫化氢和二氧化碳交替作用造成的腐蚀现象。因此,如果采出水中溶解了二氧化碳和硫化氢,就会发生严重的金属腐蚀侵蚀现象。

1.3 集输管道质量问题 金属材料主要用于集输管道。管道腐蚀是由于金属材料与有关物质发生化学反应而引起的。因此,集输管道的材质是腐蚀问题的直接原因。集输管道所用材料应具有良好的抗氧化、防腐性能。具有高耐蚀性的金属材料可以避免金属管道的腐蚀。很多集输管道会选用质量较差的材料,金属材料在焊接过程中容易发生焊接。油气利用焊缝腐蚀集输管道,在焊缝处产生电解反应,反应范围扩大,导致管道腐蚀速度加快。

2 集输管线的防腐措施

2.1 优化集输管线质量 油田企业应优化集输管线质量,选用高质量的材料,并且要求材料具备良好的抗腐蚀性能,在储运的各个环节,都能减缓管线发生腐蚀的速度。在优化集输管线过程中,油田企业在管线的铺设环节,应对选用的管线材料质量进行深入的检测,包括材料的型号、出厂合格证书等,若上述指标存在问题,应及时更换,避免存在质量问题的材料作为集输管线。其次在完成管线焊接后,工作人员应认真检测焊接的膨胀率,根据焊接膨胀率判断管线的连接情况,防止管线使用不同的材料,出现膨胀率不一致的问题,影响到管线的使用寿命。

2.2 加强防腐层的保护 增加对管线实施的防腐蚀保护措施,一方面是重点关注管线在地下的防腐层保护。由于集输管线通常会深埋在地下,需要增加管线外部的防腐层,利用防腐层隔绝管线的金属离子与土壤介质发生离子反应,同时还能减少与空气的接触,避免管线发生氧化反应。此外在管线内配置腐蚀电池回路电阻,利用电阻增加对离子的阻隔,减少管线中电子离子的流通,防止出现离子反应,从而获得良好的防腐蚀效果。

2.3 管道的早期更换 种植者应加强对集输管道的检查,并通过以下方式解决腐蚀问题:如果腐蚀面积大,常规方法无法有效处理,必须及时更换管道,有利于控制管道腐蚀面积;另外应该根据管道的使用寿命,在规定的时间内更换管道。更换管道时,应避免管道碰撞,保证管道的整个保护层,防止防腐层中的腐蚀性物质影响管道的正常使用。

2.4 化学防护措施 石油企业采取的化学防护措施主要针对阴极,通常分为两种方法,一种是受害人死亡;第二种是电流阴极射线法,在使用牺牲阳极法时,需要在管外平滑地涂抹带有负离子的金属材料,形成金属保护层。即使管道内发生化学反应,管道内也会产生许多负电荷。但是,管道的外部是阳极,不能连接阳极和阴极,避免管道内的腐蚀,当采用外加阴极射线保护方法时,在金属管道上配置外部电源。外部电源的负极连接到管道,电源的正极连接到附加阳极。目前,管道内阴极处于保护状态,管道内形成电位差。阴极采用电位差保护,避免腐蚀管道。

2.5 使用其它试剂进行改善 为防止金属管道发生过度电化学反应,或非金属管道密封性不强,可引入其他试剂。例如,在缓释剂的使用过程中,可以将缓释剂均匀地分布在管道上,既可以提高管道的耐腐蚀性,又可以提高管道的使用寿命。或在非金属管道的生产过程中,可采用无溶剂环氧树脂内涂层的方式对管道进行涂装,保证管道密封度的提高。

结论

综上所述,油田集输管线出现腐蚀问题,应对管线的质量、防腐层以及运输过程进行分析,根据上述原因实施防腐蚀措施,保证集输管线材料质量和防腐蚀性能符合使用要求,增加对防腐层的保护,借助牺牲阳极法或者外加电流阴极保护法,使管线保持在良好的运行状态。若管线出现较为严重的腐蚀情况,应及时更换管线,同时对原有的管线增加检测,针对管线出现的腐蚀问题及时处理,从而提高管线的运行能力,提高油气的生产效率。