許克明 中國石化西北油田分公司塔河油田采油三廠

西北油田集輸泵站儲罐與管道修復技術

許克明 中國石化西北油田分公司塔河油田采油三廠

西北油田坨四站的鋼制儲罐在運行中經(jīng)常遭受內外環(huán)境介質的腐蝕，喘流腐蝕（磨耗腐蝕）是集輸泵站管道腐蝕穿孔頻繁的主要因素。選擇電阻很大的防腐絕緣層對管線進行保護是地下管線防腐的主要措施。應用強制電流陰極保護方法，在集輸泵站站區(qū)內構筑大的防腐蝕保護網(wǎng)，可以有效地解決儲罐底板外腐蝕的問題。在管線底部放空時，管線上部必須有敞開的閥門，防止管線抽癟。因此，建議進行HDPE管修復技術的研究。

儲罐；管道；腐蝕；覆蓋層；修復；HDPE管

1 腐蝕原因分析

（1）儲罐。西北油田坨四站的鋼制儲罐在運行中經(jīng)常遭受內外環(huán)境介質的腐蝕。內部腐蝕主要與儲存介質的性質、種類、成分、溫度、更換的頻率等因素有關。罐內存儲的液體有兩個腐蝕環(huán)境[1-2]，一是氣相，二是液相。而對于存儲原油的鋼罐，其液相又分為兩層，一是油層，二是罐底部的沉積水層，罐內空間產(chǎn)生部分的凝結水汽和油中所含的油田伴生水，最終導致儲罐產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。

（2）管線。喘流腐蝕（磨耗腐蝕）是集輸泵站管道腐蝕穿孔頻繁的主要因素。如井排進分離器和分離器進原油一級沉降罐管線，因油水介質含砂量高，在壓力作用下高含砂的液體與金屬管線內壁的相對運動，使油水介質與金屬之間產(chǎn)生切應力，切應力能剝離金屬表面上的保護膜和腐蝕產(chǎn)物，高速流動的油水介質帶著砂粒子流過金屬表面時，因研磨作用而破壞金屬內壁。從更換的井排進分離器的DN500管線觀察發(fā)現(xiàn)，在管線內壁底部的金屬表面具有明顯的溝、槽、凹谷的外觀形態(tài)，同時具有一定的方向性。

2 儲罐修復

（1）金屬表面覆蓋層。對于儲罐的外壁覆蓋層要考慮氣溫、陽光、雨露、風沙等因素的影響。坨四站的儲油罐主要采用的是非金屬覆蓋層。外壁主要采用氯磺環(huán)聚乙烯防腐涂料；儲罐內壁使用的覆蓋層要求具有不變質、耐潮、抗?jié)B透，對金屬有良好的附著性，抗沖擊，耐存儲高溫等特點。坨四站污水儲罐內壁防腐層采用具有耐腐蝕性材料環(huán)氧富鋅和環(huán)氧玻璃鱗片防腐涂料。

（2）儲罐內壁陰極保護。在3 000 m3一次除油罐的罐底板以放射狀均勻分布鋁陽極，分布在3個圓周上，壁板在距離罐底板3 m、8 m處，分別環(huán)向均布了23塊陽極。采用的陽極是耐溫型鋁合金陽極FFAL－H，保護范圍是罐底板全部、污水儲罐的內壁。

（3）儲罐底板外壁陰極保護。儲罐底板座落在瀝青砂基礎上，瀝青砂層產(chǎn)生破裂紋，地下水上升造成罐底板腐蝕。這種腐蝕由土壤環(huán)境和儲罐運行條件所決定，行之有效的防腐蝕方法就是強制電流陰極保護法[3]。外加電流陰極保護原理：用外部的直流電源作陰極的極化電源，電源的負極接被保護構筑物，將電源的正極接至輔助陽極，在電流的作用下，使被保護構筑物（鋼制儲罐）發(fā)生陰極極化，實現(xiàn)陰極保護。

3 管道修復

（1）防腐層選擇。選擇電阻很大的防腐絕緣層對管線進行保護是地下管線防腐的主要措施。絕緣層的作用是把管線與土壤隔離開來，切斷電化學反應的電通路，抑制管線的腐蝕。如埋地管道外部常用石油瀝青防腐層，管道內壁采用玻璃磷片涂料。

（2）操作方法。將預制折疊成的HDPE管用纜線拉入，管線兩頭留有封閉管且管線上安裝有壓力表，用壓風機向管內充氣，在1MPa的壓力下穩(wěn)壓24 h。HDPE管材接頭采用電熱熔對接和法蘭連接方式。管線于2001年9月19日修復投產(chǎn)使用，至今只在管線三通處穿孔2次（管線三通處未使用HDPE，內壁采用玻璃磷片涂料，造成腐蝕穿孔）。

（3）非金屬管材。為解決腐蝕問題，目前采用了PVC管(聚氯乙烯管），聚氯乙烯屬于中等極性的非晶態(tài)熱塑性材料，其剛性增強，有突出的機械性能，解決了污水藥劑管線腐蝕穿孔嚴重的問題，目前使用情況很好。

4 結語

對運行5～6年的原油一級沉降罐應強制進行大修，如更換罐底等項目；對運行7～8年的原油二級沉降罐應強制進行大修，對于油水儲罐強制進行檢修，定期清砂、維護罐底、罐頂。應用強制電流陰極保護方法，在集輸泵站站區(qū)內構筑大的防腐蝕保護網(wǎng)，可以有效地解決儲罐底板外腐蝕的問題。儲罐內壁玻璃鋼防腐材料不適宜用于罐內防腐。

尼龍管材由于其伸縮系數(shù)大，受溫度變化影響較大，故在生產(chǎn)使用中易出現(xiàn)滲漏、變形等問題。管線在停產(chǎn)時尼龍管法蘭連接滲漏嚴重，法蘭連接處的墊子易變形、刺壞。管線再次投產(chǎn)時，尼龍管因溫度突然升高，管線膨脹造成管線扭曲變形嚴重，是導致尼龍管尤其是在法蘭根部產(chǎn)生大裂紋的主要原因。因此，建議在井排來液進分離器，分離器出口進原油一級沉降罐的工況下，不適宜用尼龍管材。

目前生產(chǎn)中存在問題如下：一是HDPE管在施工中易出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，導致管線堵塞；又由于該管材不能用氣割尋找堵塞點，最終結果是更換全部管線。二是HDPE管線停產(chǎn)維修放空時一定要在正壓（即管線內部壓力大于1MPa）狀態(tài)下放空，否則管內液體溫度降低會造成管線抽癟事故；在管線底部放空時，管線上部必須有敞開的閥門，防止管線抽癟。因此，建議進行HDPE管修復技術的研究。

[1]俞蓉蓉，蔡志章．地下金屬管道的腐蝕與防護[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1998．

[2]萬德立，郜玉新，萬家瑰．石油管道、儲罐的腐蝕及其防護技術（第2版）[M]．北京:石油工業(yè)出版社，2006．

[3]魏勝．油田管道修復技術[J]．油氣田地面工程，2009，28（3）：68-69．

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.038

（欄目主持 焦曉梅）