气田管道防腐措施的应用分析

侯 喆

（大庆油田采气分公司，黑龙江 大庆 163000）

1 气田腐蚀的因素

气田管道的腐蚀是由多种因素共同作用的结果，经过多年的室内实验、现场腐蚀监测及实际检测，发现几个重要原因导致腐蚀：（1）形成严重腐蚀的原因之一是pH数值；（2）影响同一区块腐蚀的主要原因是流速；（3）二氧化碳含量也是影响同一区块腐蚀的主要原因，氯离子不可忽视。

2 腐蚀控制的措施

目前用于控制管道腐蚀的措施可以概括为以下几个方面，材质、缓蚀剂和电化学保护。

2.1 管道材质的正确选材

针对气田腐蚀特点，开展耐腐管材研究。选择20#钢、渗氮、410S、410、430、316L等材质在生产现场进行挂片腐蚀监测试验，试验井CO2分压1.2MPa，温度30℃。根据比较和分析，将多种试验原件的外表进行腐蚀清理、抛光后发现无损伤问题。对于普通碳钢和低合金钢，腐蚀速率都达到了很高数值，而各种不锈钢的腐蚀速率则要低得多，其中316L即不锈钢材质，防止腐蚀的特性优良。因此，针对CO2分压大于0.21MPa的湿气管道，气田采用内衬316L材质，目前该材质全部应用于高含碳气井管道，应用以来未发生腐蚀情况[1]。

2.2 合理应用缓蚀剂

缓蚀剂根据机理可分为两种，一种是钝化剂，还有一种是薄膜剂。由铬酸盐为主的钝化剂，其原理是生成氧化层存在于金属材质外表，达到防止腐蚀的效力。由胺类为主的薄膜剂，其原理是在腐蚀物质和金属外表间生成不能穿透的防护层。通过对气田的研究，选择6种油溶性缓蚀剂与挂片进行组合开展实验，其分析结果由挂片的腐蚀程度决定，挂片安装在气井井口采气树内，随着气井生产，挂片逐步被侵蚀，不同时间段取出后，挂片表面无明显腐蚀，证明腐蚀速度得到有效控制，油性缓蚀剂起到重要作用。目前缓蚀剂在二氧化碳分压0.21MPa以下，未采用不锈钢材质的管道中应用，有效减少了腐蚀速度，增加了管道使用年限，降低安全风险[2]。

2.3 电化学保护的应用

气田集输管道基本采用金属管道为主，运行过程中由于深埋在土壤中容易与电解质溶液接触，存在电极反应，组成腐蚀原电池。阴极保护有两种形式，包括外加强制电流和牺牲阳极，现在气田管道使用的防护方法是两种方式相结合。它的优点之一是增加管道的使用年限，同时还能确保管道的输送能力[3]。

通过研究集气站的恒电位仪，由于参比电极受周围土壤干湿程度、温度、季节等多方面影响，因此恒电位仪数值常有波动现象，我们通过3个因素进行分析。

（1）土壤干湿程度

伴随土壤电阻率的提高，电位值同时提高。其中土壤的电阻率ρ，它的数值高低是由含水量和土壤导电离子浓度决定，从电阻率公式ρ=£（1/A）£（1/B）可知，它的决定因素包括A即土壤中的导电粒子浓度，B即土壤的单位体积，所以土地如果含水多，潮湿度大，导电特性就越强，电阻率就越低，电位值就越低；

（2）温度

通过观察不同温度下集气站恒电位仪数值，可发现气温超过30℃时，电位数值都有向负偏移的趋势。分析原因为随着温度升高，电位值也随着减小；

（3）季节

通过对不同季节集气站恒电位仪数值变化，可发现北方地区春季融雪时间段及南方多雨季节，电位值随着含水量增加而减小；夏季高温阶段，数值也常有减小趋势；冬季数值更加稳定。

3 结语

（1）在湿气管道，同时二氧化碳分压在腐蚀界定以上的情形时，不锈钢材质腐蚀速率极低，考虑材质的耐蚀性能、管道风险等级、建设投资等因素，适宜使用外壁碳钢，内壁不锈钢的管道材质；

（2）天然气管道介质达到中等腐蚀强度，如果未采用耐蚀材质，应周期性加注缓蚀剂，降低管道腐蚀速率；

（3）在春季的冰雪融化和夏季的高温多雨期间，要加密管道巡检，发现恒电位仪电位值超出额定范围，立即进行控制调节使其达到保护数值。