采油集输系统腐蚀防护技术

采油集输系统腐蚀防护技术

肖伟、曹博、李楠

长庆油田第十采油厂乔河作业区，甘肃省庆阳市，745000

摘要：随着各个领域能源需求量的持续提升，油气开采项目的重要性与日俱增，采油集输系统时油气资源开采的重要功能系统，主要是用以进行油井产物收集、处理、初加工及外输等作业，受内部介质及外部环境等原因影响，采油集输系统极易因为腐蚀侵害出现泄露情况，从而导致资源浪费、环境污染的诸多不良后果，可见切实提升采油集输系统防腐能力具有重要意义。基于此本文分别探讨采油集输管线腐蚀机理与腐蚀防护技术，希望引起相关企业重视。

关键词：采油集输系统；腐蚀防护；防腐技术

引言

石油是现代社会必不可少的重要资源，在工业生产与发展和国家经济水平等方面发挥着不可替代的重要作用，随着应用领域不断扩展和消耗量持续提高，国家不断加大石油资源勘探开发力度。采油集输系统平稳健康运行是石油开采顺利推进的基本保障，但是采油集输系统运行过程中，管道腐蚀问题极为常见，而且该问题也会对采油集输系统使用寿命和运行效率等造成一定负面影响，因此石油企业应高度重视腐蚀防护技术合理应用，以便有效防范和规避采油集输管道腐蚀情况的腐蚀。

1采油集输管线腐蚀的主要原因分析

1.1原油成分导致腐蚀

未经处理的原油内存有腐蚀性物质，这也是造成集输管线腐蚀现象的主要因素之一，原油采集时因集输距离较短不再需要加压处理或加热处理，只需要保证井口处的温度和压力即可进行输送。但实际应用过程中井口温度和压力高于预计指数，让化学反应速度增快，促进集输管道的腐蚀速度。

1.2集输管线原因导致腐蚀

集输管线在应用过程中都会经过防腐处理，起到预防腐蚀的作用，如果管线本身存在质量问题，导致防腐层受到影响，则会出现化学腐蚀的情况。如果防腐层受到破坏，导致不同位置出现不同程度的电压，还会引发电化学腐蚀。所以防腐层出现问题不但会让腐蚀速度变快，还会对管道的安全运行造成威胁。如果未添加防腐药剂或电化学保护没有起到预期保护管道效果，也会造成管线腐蚀。

1.3环境原因导致腐蚀

采油集输管线出现腐蚀的原因受环境因素影响较大，原油采集时因集输距离过短，输送时通常会使用架空管道，由于管道长时间暴露在外，受外界环境中的水蒸气影响出现化学腐蚀现象，同时氧气、硫化氢、二氧化碳等电化学物质与管道产生反应也会造成腐蚀现象。集输设备是电气化设备的一种，直接与集输管道连接，难免会在使用阶段出现杂散电流，根据调查研究显示杂散电流也是形成腐蚀的原因之一。

2采油集输系统防腐蚀技术分析

2.1外防腐技术

根据采油集输系统实际情况，可通过外防腐技术进行防腐处理，外防腐分为防腐涂层和阴极保护两种，涂层方式是将防腐涂层应用于管道外壁，将腐蚀介质和管道进行隔离，保护管道不被腐蚀。外防腐的应用方式分别有预制薄膜、沥青涂料、煤焦油涂料、热敷涂层等。煤焦油的使用时间长达五十年，是使用年限最长的一种方式。传统模式下的外防腐技术主要采用石油沥青材料作为涂层，可以有效提高管道防腐性。根据不同的防腐方式，可将防腐等级分为三种，分别是特强防腐、加强防腐、普通防腐。外防腐层是将防腐涂料喷涂在管道外壁，从而起到双层防腐作用。随着技术水平的不断提升，防腐涂料的性能也越来越好，能够适用于更多的技术方式，尤其是环氧涂料和聚乙烯涂料。环氧涂层在国际上受到广泛应用，不同材料所适用的环境温度均有不同，在-45-80℃时可使用高密度聚乙烯材料，应用在寒冷地区时使用寿命可达三十年。环氧涂料与传统的煤焦油和沥青不同，具有非常明显的优势，稳定性高、耐热性高、耐腐性高、渗透性强等。环氧涂料属于热固性材料，可以在高温环境下保持良好的稳定效果，同时表面光滑，有较强的耐腐蚀性和耐盐碱效果。除了环氧涂层之外，使用三层聚乙烯涂层也是常见的防腐方式，底层、中层、外层分别为FBE、共聚物胶、聚乙烯涂层。这样的应用方式具有稳定性高、耐腐性高、耐冲击、抗氧性、电绝缘、高黏结性等特点，能够起到良好的管道防腐效果。

阴极保护技术能够有效避免金属在电介质中发生腐蚀，使用过程中需要将一段金属作为阴极连接阴极电流，形成阴极极化效果，让设定的电位高于金属电位。能够将金属表面的电化学不均匀性进行消除，起到控制腐蚀速度，保护金属的作用。阴极技术不但能够保护金属不被腐蚀，对经济效益的提升也有较大作用，阴极保护可以使金属结构的使用年限延长二十年，所需费用仅为更换金属的十分之一，阴极保护技术在海洋平台、海底油气管道、地下输油管道中均得到广泛应用。

电化学因素也是集输管道出现腐蚀的主要原因之一，电极电位会对金属造成一定程度的腐蚀，所以需要对管道内的电位进行合理控制，严重时可使用阴极阳极配合法方式来保护管道。

2.2内防腐蚀技术

内防腐蚀技术分为缓蚀剂技术和内涂层衬里防腐技术，缓凝剂的作用是延缓金属腐蚀同时对其机械性能进行改变，具有成本低、操作简单、效果显著等特点，在油田开发的过程中受到广泛应用。缓凝剂的理论有成膜理论和化学理论，应用过程中不是对腐蚀成分进行改变，而是基于金属表面，对金属材料阳极或者阴极的反应过程做出改变，降低反应效率，从而抑制腐蚀程度。应用缓凝剂不但能够降低金属材料的浪费情况，还能有效延长设备使用寿命，让先进的工艺技术得到实现，提高管道使用周期。随着技术水平的不断提升，缓凝剂种类也逐渐增多。按使用时的反应效果可以分为无机缓凝剂和有机缓凝剂两种；按照化学原理可分为吸附模型缓蚀剂、沉淀模型缓蚀剂、钝化模型缓蚀剂三种；按电化学原理可分为阳极缓蚀剂、阴极缓蚀剂、混合性缓蚀剂等，不同的缓凝剂在实际应用时差异较大。

内涂层衬里防腐也是应用较为广泛的一项技术，是将隔离层喷涂在管道内壁和腐蚀介质之间，起到抑制腐蚀的作用。内涂层衬里防腐技术具有操作简单、难度低、效果稳定的优点，可以将材料消耗率和施工成本有效降低。应用于集输管道时不但可以防止管道腐蚀，减少材料浪费，降低企业维护成本，还能够将集输采集效率显著提升，减少管道清洗次数。选择喷涂材料时可以使用性能较高的材料，强化隔离效果，从基础上增强抗腐蚀性，避免管道受到腐蚀侵害，有效延长管道使用寿命。

2.3Ni-P合金防护镀层

为了让采油集输系统的抗腐蚀性得到强化，需要针对采油系统运行情况来制定相应的防护措施。对于采油集输而言出现腐蚀情况对开采效果影响较大，为了让企业经济效益得到保障，需定期对集输管线进行更换，避免腐蚀程度扩大，让整体进度受到影响。根据试验结果可以了解到，如果将厚度15mm的Ni-P合金防护镀层镀在碳钢表层，再使用硫化氢溶液进行浸泡，经过150小时的持续浸泡后开展出现点蚀现象。经大量硫化氢污水接触的管线才会出现点蚀，整体抗腐蚀性较高。所以在防腐蚀过程中可以通过Ni-P合金防护镀层的方式来提高集输管线的耐腐效果。

结束语：总之采油集输系统是石油开发项目必不可少且又至关重要的基础设施，由于管道腐蚀问题是威胁采油集输系统健康运行和运行寿命的重要因素，而且管道腐蚀问题诱发因素比较多，故而借助腐蚀防护技术科学应用，切实提升采油集输管道抗腐蚀能力，因此石油企业以相关工作人员应针对Ni-P合金防护镀层等各种腐蚀防护技术在采油集输系统中的应用进行深入研究。

参考文献

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