喬林(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

稠油埋地集輸管線腐蝕分析及對(duì)策研究

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稠油粘度大，開(kāi)采過(guò)程中需要注入介質(zhì)開(kāi)發(fā)，而且需要加熱，因而增加了原油輸送的復(fù)雜性。溫度較高，管道應(yīng)力急劇增大，造成管道變形、拱起；集輸管線被腐蝕后，容易發(fā)生穿孔，造成環(huán)境污染和財(cái)產(chǎn)損失。

稠油；集輸管線；輸送；腐蝕；防腐

在石油天然氣生產(chǎn)中，金屬設(shè)備和零件的腐蝕與防護(hù)直接影響著一個(gè)企業(yè)的生存和發(fā)展。作為管道運(yùn)輸行業(yè)，金屬管道的防腐保護(hù)技術(shù)，直接影響著管道的壽命和服役的期限。在日常生產(chǎn)中，埋地管道防腐保護(hù)技術(shù)問(wèn)題錯(cuò)綜復(fù)雜，需要引起我們的高度重視。

1 管線腐蝕的類型分類

管線按腐蝕環(huán)境分類可以分為大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕。按作用機(jī)理分類可分為化學(xué)腐蝕、物理腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕其反應(yīng)歷程的特點(diǎn)是金屬表面的原子與非電解質(zhì)中的氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)。電化學(xué)腐蝕是屬與離子導(dǎo)電的介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的破壞。物理腐蝕由于單純的物理溶解作用而引起。按腐蝕形態(tài)分類可分為三種，一是全面腐蝕，包括均勻腐蝕，腐蝕均勻地發(fā)生在金屬表面上。二是局部腐蝕。三是應(yīng)力作用下的腐蝕，應(yīng)力腐蝕斷裂是應(yīng)力與某種介質(zhì)共同作用產(chǎn)生的結(jié)果，應(yīng)力和介質(zhì)兩個(gè)條件相互促進(jìn)，加速腐蝕。我國(guó)氣候多變，地下水運(yùn)移復(fù)雜、土壤酸堿含量大，造成腐蝕機(jī)理復(fù)雜，架設(shè)管線地形多變，跨度大，新老管線交織，油水混輸，腐蝕類型多樣。

2 稠油輸送管道腐蝕原因分析

(1)硫化氫的影響 稠油開(kāi)采的過(guò)程中，會(huì)伴有硫化氫，尤其是蒸汽驅(qū)生產(chǎn)的稠油油藏，產(chǎn)出的硫化氫溶于水后，對(duì)管壁產(chǎn)生腐蝕生成硫化鐵，硫化鐵難溶于水，形成聚集的黑色的沉淀物。輸送介質(zhì)中溶解鹽類越多，就會(huì)加速硫化氫的腐蝕速度。這種腐蝕通常稱為電化學(xué)腐蝕。對(duì)管道產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，主要表現(xiàn)為兩種，其一為氫脆，在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，氫滲管壁內(nèi)部造成韌性減弱，嚴(yán)重情況變成微裂紋，改變鋼材材質(zhì)。其二為應(yīng)力腐蝕，輸送過(guò)程中在應(yīng)力的作用下，微裂紋進(jìn)一步發(fā)展，積累到一定程度后，就會(huì)突然發(fā)生破裂。

(2)土壤的影響 管線埋于地下，不可避免的接觸土壤，管線的腐蝕速度和土壤環(huán)境密不可分，不同的環(huán)境腐蝕速度不同。主要受到含水率、礦化度、電阻率等因素影響。當(dāng)含水率高的土壤，離子交換速度加快，有利于形成電化學(xué)腐蝕，含水率在20%左右的區(qū)域內(nèi)，腐蝕達(dá)到最大。礦化度增加，在相同的電位下，腐蝕電流隨之增加。硫酸鹽離子的腐蝕速度比氯化物離子更大，而重碳酸鹽離子則不同，有抑制的傾向。隨著鹽濃度的增加，腐蝕速度也增加，達(dá)到一定數(shù)值后，迅速降低，這種性質(zhì)和含水率表現(xiàn)相似，在飽和的鹽濃度下，腐蝕速度變得極低。主要是受到導(dǎo)電性和氧溶度的影響。鹽濃度增加導(dǎo)電性增加，氧溶度降低的緣故。電阻率對(duì)管線腐蝕有著重要的影響。電阻率是土壤中重要的指標(biāo)，是土壤中含水率、礦化度、酸堿度等的集中反映，電阻率越小，腐蝕速度就越大，我們根據(jù)電阻率大小可以把土壤分為強(qiáng)腐蝕型、中腐蝕型和弱腐蝕型。

(3)溫度的影響 由于管線輸送的是稠油，所以必須有一定的溫度稠油才能正常輸送，在一定的氧濃度下，隨著溫度的升高，離子運(yùn)行速度加快，腐蝕增加。管線的腐蝕速度與溫度具有很強(qiáng)線性相關(guān)，溫度升高30℃，管線腐蝕就會(huì)翻倍。在80℃左右達(dá)到最大值。隨后降低。稠油輸送必須在確保正常輸送的前提下，盡量降低溫度。

(4)管線防腐層破壞 目前管線防腐層都使用耐高溫的防腐涂料，從外向內(nèi)是防水層、保溫層，但是由于稠油管線溫度變化大，產(chǎn)生破壞應(yīng)力，造成涂層脫離、錯(cuò)位，喪失防腐作用。另外在施工的過(guò)程中，工程質(zhì)量不過(guò)關(guān)，不按照施工要求去做，防腐層破損現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

3 管線防腐對(duì)策

管線防護(hù)首先要分析影響腐蝕的最主要因素，抓住主要矛盾，對(duì)癥下藥，充分考慮投資和回報(bào)的關(guān)系，選擇適合的耐高溫的防腐蝕涂料。同時(shí)也要考慮注意材料的相容性，減輕電偶腐蝕。目前在油井加緩蝕劑保護(hù)比較流行，我國(guó)雖然起步較晚，但是取得的研究成果逐步應(yīng)用在長(zhǎng)輸管道的防腐上，具有保護(hù)管道、節(jié)約成本，實(shí)施簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。少量分散在油中，隨著上返緩蝕劑在金屬表面被吸附形成保護(hù)膜，從而起到防護(hù)作用。陰極保護(hù)是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)有效的防腐蝕措施。陰極保護(hù)系統(tǒng)分外加電流與犧牲陽(yáng)極兩種。防腐施工質(zhì)量是保證腐蝕控制效果的關(guān)鍵因素，尤其是涂層防腐技術(shù)，加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，減少現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)，增加工廠化預(yù)制，在現(xiàn)場(chǎng)僅是補(bǔ)口施工，這樣能更好的保證施工質(zhì)量。在現(xiàn)場(chǎng)施工條件下，管線外壁涂裝時(shí)除銹處理只能采取手工或動(dòng)力工具進(jìn)行，然后在現(xiàn)場(chǎng)惡劣的涂裝環(huán)境下進(jìn)行人工涂裝，造成涂裝質(zhì)量差，如果采用工廠化預(yù)制，可以采用噴射除銹處理，噴涂涂裝，可以提高防腐涂層的質(zhì)量，起到更好的屏蔽防腐效果。同時(shí)嚴(yán)格施工管理和驗(yàn)收，是提高管線防腐技術(shù)水平，有效控制管線腐蝕的關(guān)鍵。除此之外，控制好彎頭防腐、管道補(bǔ)口補(bǔ)傷質(zhì)量，因?yàn)檫@些部位直接影響到整個(gè)管道防腐施工的質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)管線腐蝕嚴(yán)重的多為管道直徑設(shè)計(jì)過(guò)大，輸送液量低，含水70%以上，流速低于0．3m/s。發(fā)生在管道底部腐蝕最為嚴(yán)重。

(2)管線的材質(zhì)影響著腐蝕速度，無(wú)縫鋼管一般比螺紋鋼管抗腐蝕，其原因是有的螺紋鋼管含有超標(biāo)的非金屬夾雜物，如MnS，Ca，Si，Mn，S 等。

(3)長(zhǎng)輸管線穿孔多發(fā)生在管線中下游，這是因?yàn)橹邢掠螌恿髭厔?shì)更明顯。長(zhǎng)輸管線輸送過(guò)程中摻水后，腐蝕更加嚴(yán)重。

[1]魏新春,李鵬程,李強(qiáng),劉建橋.新疆油田管道及設(shè)施腐蝕原因分析[J].石油化工腐蝕與防護(hù).2009,(05).