刍议油田地面工程施工中防腐技术应用

孙红霞

（大庆油田有限责任公司第四采油厂基建工程管理中心，黑龙江 大庆 163511）

0 引言

我国油田产业发展中，能源运输一直是主要工作内容，管道系统作为能源运输重要组成部分关系着运输稳定性。随着油田建设范围扩大，地面管道建设环境趋于复杂化，对油田地面工程施工提出了挑战。为确保能源运输顺利就要加强地面工程腐蚀问题研究，采取可行性方案从而解决这一问题。

1 油田地面工程施工防腐技术应用价值

油田地面工程施工加强防腐控制具有重要作用。我国国土面积大，但石油资源有限且分布不完整，为保证石油运输顺利进行，确保石油得到有效应用就必须要做好防腐施工。油田地面工程管道以长距离管道为主，在石油能源供应中具有重要影响。我国地质变化显著，容易受到地质问题影响；管道下游人口分布密集，经济发展迅速，一旦出现安全事故将对人们生命安全构成威胁[1]。因此，加强油田地面施工防腐技术应用尤为关键。

2 油田地面工程腐蚀影响因素

2.1 管道外层老化

第一，管道外防腐层要求与地质环境适应，防腐层不合理就会出现老化、加剧受损，例如：沥青防腐层长时间处于水下就会出现吸水膨胀、脱落，而且植物根茎也会损坏沥青防护层。所以，一些低洼、易积水区域不适合使用沥青防护层；黄夹克类防护层具有损坏延申性，扩大受损位置、不适合应用且容易受到人为因素影响；第二，施工不合理。施工不合理也是导致管道腐蚀主要因素，例如：管线连接时的三通、接头、弯头等位置包装困难，且容易腐蚀；一些地方管线敷设过浅，雨水冲刷后露出地面，受外部环境影响导致防腐层老化破裂。两条管线连接过程中受到挤压，长时间影响防腐层受损；防腐层管线敷设过程中，土层内带有石子容易损伤管道防腐层；第三，其他因素。施工完成后得管道沿线敷设道路、桥梁等对防腐层产生影响，损坏管线。由于打孔偷油、偷气等使得防护层受损，管道受损[2]。

2.2 管道设备内腐蚀

第一，化学影响；大庆油田管道水中含有聚合物、油乳化性高、矿化度高、二氧化碳气体含量大、细菌多。二氧化碳与水接触生成碳酸根，pH参数减小、地质水呈酸性对管道产生腐蚀。油田水矿化度高，高矿化水存在很多Cl-具有腐蚀性。底层水pH参数对管道产生影响，pH参数越小越容易腐蚀。第二，物理影响。物理影响要素包括压力、温度、水流速度等；其中，温度越高越容易发生腐蚀；压力越大地质层溶剂气体越多，气体腐蚀性越强[3]。当水流速小时对管道影响较小，管道内底层水含油沙粒时，快速流动对管道影响较大，金属表层保护膜失去作用；第三，生物影响。生物影响作为管道腐蚀主要制约因素，产生腐蚀性包括铁细菌、硫酸盐、腐生菌。其中，铁细菌与亚铁离子氧化产生化学反应；硫酸盐还原菌经过硫酸盐反映把地质层水内的SO42-还原为S2-，与金属管道铁生成硫化亚铁从而腐蚀管道。

3 油田地面工程施工防腐技术应用

3.1 油田管道外防腐技术分类

第一，涂层防腐材料的应用。外防腐技术主要在管道外层涂防腐层，结合需要缠绕外防腐胶带起到保护作用。目前，该项技术已经得到了广泛应用。管道涂层材料较多，各土层材料起到了作用不同，要求施工人员根据管道应用环境、施工方案选择适合的防腐材料。常见防腐涂料有沥青漆涂料、过氯乙烯、无机富锌漆、环氧树脂，沥青漆涂料具有成本少、涂刷简单的优势，常温下耐氧化氮、二氧化硫、氯气、浓度40%下的海水、土壤等物质，但不耐油类、醇类等物质。过氯乙烯抗酸、油、海水、工业大气性较强，不耐高温、酚类、脂类有机物腐蚀。无机富锌漆施工简单、成本少，防水性、防油性较强，特别适合应用在清水、工业大气条件下。环氧树脂材料抗腐蚀性良好，尤其是碱性条件下具有良好的耐磨性，漆膜弹性与硬度强[4]。近几年，市面上出现的三聚乙烯材料机械强度、抗老化、抗阳极剥离等性能，使用年限长。

3.2 外防腐施工技术

油田管道外防腐施工技术分为：防腐材料、施工工艺、涂敷。只有做好各环节施工控制才能保证施工质量。适合的防腐材料固然重要，科学合理的涂敷技术也尤为重要，有助于提高管道外防腐技术。结合涂敷工艺差异，油田管道外防腐施工包括刷涂法、滚涂、空气喷涂、高压无气喷涂。其中，刷涂方法操作简单，比较常见，只需借助扁刷、圆刷即可，漆膜渗透性显著，适应性强。不过，施工人力资源投入较大、施工效率低，外观美感不高。滚涂方法适合应用在管道直径大、长度长的环境下，相对于涂刷法施工效率较高。要求施工人员注意用力均匀，避免漆液流淌。空气喷涂主要是通过专业喷枪工具，以压缩空气把涂料吸入喷出，涂料冲散形成微颗粒，施工时注意喷涂距离控制。高压无气喷涂意旨：涂料加压泵加压后喷出，施工效率高、漆膜质量高。不过，操作设备成本支出较大、对于工作人员专业水平要求严格，操作时注意喷嘴和被喷涂管道表层距离。

3.3 外防腐操作关键节点

外防腐施工中，材料与施工技术复杂，一旦产生偏差将影响整体工程质量。所以，施工人员注意规范操作。首先，施工准备。防腐施工材料类型较多，涂料选择决定防腐施工效果，不同涂料适用于不同运输环境。因此，工作人员应根据油田管道环境合理运输、储存操作，材料放在干燥、常光位置，防止材料性能受到影响；其次，除锈施工。施工人员在防腐工作前准备除锈工作，包括人工除锈与机械除锈。要保证全面清理除锈位置，以露出金属本色为依据，通常管道除锈等级需达到要求得St3或Sa2.5级，外表层锚纹深度在50～100µm[5]。最后，涂刷施工。涂料配置根据涂料生产商家配比、工艺要求、施工条件、环境配置，涂敷施工时根据分层、分区进行涂刷，严格规范施工从而保证施工质量。

3.4 精细化技术工艺，加强防腐管理

油田漆液应正确看待技术工艺，防止技术工艺影响产生腐蚀。比如：注水开发区块不可将清水和污水混合，两种水型不匹配可能导致集输管网产生污垢从而发生腐蚀。此外，确保防腐管理有效性，涂层、表面施工做好质量监督，涂层放管线或渗氮管线穿孔率高。因此，涂层技术与成分控制上要尤为重视。还要定期检查管线基线，多数管线因为应力集中与外腐蚀共同作用加剧腐蚀。为此，施工人员认真检查有无不合理连接，检查管线极限，保证管线质量。

4 强制电流阴极保护施工

4.1 强制电流阴极保护理论分析

油田地面施工时，涂层施工有时难以达到理想的状态，涂层受损。根据阴极保护管道防腐理论，该类破损，腐蚀作用集中、速率快，严重影响管道防腐效果。为此，采用强制电流阴极保护系统有助于减缓腐蚀速度，不过这种方法经济投入大，还要根据具体情况综合分析。

4.2 施工过程

强制电流阴极保护分为电源设备安装、辅助阳极安装、电缆埋设、长效参比电极安装、测试桩安装、绝缘接头。首先，阴极保护系统中额管道和电缆连接建议选择铝热焊，焊接质量要满足设计要求；其次，为防止电流流失应在管道出、入位置安装绝缘接头，利用跨接电缆连接两侧管路；最后，阴极保护站区安装辅助阳极，通常选择高硅铸铁阳极，阳极敷设满足设计需求，注意周围填充。

5 结语

综合分析，油田管道腐蚀是由多方面因素引起的，比如：外部环境、腐蚀性物质等。所以，油田地面工程建设施工时要注意防腐技术应用，立足于多方面、全过程做好防腐施工控制。施工过程中保证规范施工、选择适合的材料、防腐技术，继而提升油田管道防腐施工效果，提高总体工程质量，保证油田运输安全稳定。