海洋石油平台工艺管线焊后酸洗钝化推荐做法

宋旭光，杨延成，孟繁彬，代志强，左艳青，王丹蕾(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

0 引言

海洋石油平台使用管线连接主机的滑油系统不锈钢管线和柴油系统碳钢管线在完成焊接、安装工作之后，主机设备在开车前需对其滑油系统相关工艺管线进行酸洗钝化处理，清除管线在运输、贮存、制造及安装过程中产生的泥沙、杂质、轧制鳞片等有害物质，这些有害物质如不除掉，在生产工艺中将势必破坏透平机的精密元件、最终会破坏整个工艺流程。因此，透平机在开车前，必须对管道进行无死角地清洗，将各种管道内部的有害物质逐渐除掉，使透平机连接的管道内表面达到厂家、业主清洁度的要求，为透平机安全、正常启动创造良好的条件，必须按照透平厂家的技术要求：对管线内部进行酸性、钝化操作，目的是去除焊道内表面氧化皮、及管道内表面铁磷，硅氧化铁皮的腐蚀产物，防止进一步腐蚀，为保证主机正常运行提供保障。本文以ZAWTIKA项目为例对不锈钢管线和碳钢管线的酸洗、钝化操作工艺、技术规范要求、检测、质量控制标准进行详细阐述。

1 海洋石油平台管线酸洗钝化工艺选择

为了提高石油平台主机性能及保护主机液压元件，主机与滑油罐连接的滑油系统管线在串油之前需要进行酸洗钝化，柴油罐与主机连接的碳钢管线也需要进行酸洗钝化。酸洗钝化管线的准备工作分为管线准备工作和客观环境准备工作。

管线准备工作包括：管线完成水压试验，吹干管道后，才可进行酸洗操作，还必须有完整的试压报告、吹扫记录。

客观环境准备工作包括：所有工作场地需通空气，提供足够充分的亮度，随时清除场地周围的障碍物，必要时安装需要的挠性软管，并对其加强固定以降低危险系数。

目前，在施工方案中工艺管线酸洗方法采用浸入式酸洗方法和整体工艺管循环酸洗方法两种。与浸入式酸洗方法比较，整体工艺管循环酸洗方法从环保、管线特点等角度考虑，具有如下特点，施工进度快、实践方便、步骤简单、结果良好，整个过程中对人体及空气的污染少，人员工作强度降低，管段恢复安装时间缩短，解决了长管段酸洗困难等问题。

2 管内循环酸洗工艺

管道里面循环酸洗准备工序：管线完成水压试验，干燥之后可以进行酸洗钝化作业。酸洗工作开始之前需要分割和保护的项目如：用临时安装的管段和阀门，使设备分割，设备口要封堵以防止酸洗液体进入，拆除孔板流量计、释放压力阀门、安全阀门、各式球型阀(焊接阀门除外)、液体流量计、液体过滤器、悬浮液位计、液体止回阀、公用仪表等任何不适合化学清洗的构件，用假管或假的阀门替代，垫片不允许重复使用。

2.1 管道内部循环酸洗、钝化流程及液体配比

(1)试验泄漏。管段用压力值为1 MPa压缩空气充入试漏。

(2)进行脱脂。脱脂液体的配方为：VNaOH=9.0%～10.0%；VNa3PO4=3.0%；VNaHCO3=1.3%；VNa2SO3=2.0%；其余为水。实际操作的工艺环境标准为：液体使用的温度30～40℃为宜，管道内液体循环持续的时间至少4 h[1]。

(3)液体气顶环节。压缩空气使用压力为0.6 MPa，可以将脱脂的酸洗液体从管口缓缓排出。

(4)水冲环节。洁净水使用工作压力为0.6 MPa，这样可以将管内部的残液带出。管段为不锈钢材质时，清洗溶液中的氯离子(Cl-)含量不得大于25 mg/L。

(5)酸洗环节。酸洗液体的配方为VHCl为9.0%～11.0%；缓蚀剂1.0%浓度；其余为水。

实际操作工艺要求为：常温环境持续循环时间为至少50 min。

(6)中和过程标准。中和过程配方为：将NH4OH稀释到酸碱值为8.0～10.0的溶液。

操作工艺标准为：循环在常温条件下连续时间至少30 min。

(7)钝化环节。钝化液体浓度为10.0%～14.0%；剩下的是水。

实际操作工艺标准为：常温环境下，钝化液循环持续时间至少40 min。

(8)水冲洗过程。使用液体压力为0.6 MPa，液体温度为50 ℃的水，净化后持续冲洗时间至少15 min。

(9)干燥环节。必须使用过热蒸汽对管线内部吹扫干净。

(10)管道涂抹油脂。使用液压泵将油脂注入工艺管道。

2.2 整体工艺管循环酸洗方法过程的注意事项

(1)使用酸洗泵(根据现场情况选择压力)输送以上介质注意事项。千万不能将几种介质混合在一起(包括净化水)，一旦混合后会造成浓度降低，严重时造成液体报废，容易造成周围环境污染。

(2)必须严格执行工作流程。管道前一种酸洗液体如果无全部排出，或选择采用另一种液体排出时，工作泵停止过程应及时准确，要将管段端部软管中介质挤出。

2.3 人员、机器设备、工具准备工作

场地进行酸洗处理用到的设备：酸洗所需的材料、软管、临时连接短节和阀；临时滤器、酸洗钝化设备、废水处理罐、化学药品注射泵、循环泵、临时混合罐、可燃气体收集罐。

分析设备：压力表、液面指示器、温度计、数字式酸碱指示计。

后备人力：电力供应、干燥性油释放的压缩气、酸洗、钝化检查人员、现场酸洗技术支持人员、专职安全管理人员。

2.4 酸洗钝化过程中需要注意的事项

按照工艺管线流程仪表图纸及管段的实际位置，选择合适的管段组装所有的酸洗设备及其附件，具体以酸洗、钝化厂家提供的方案为准。执行过程中用到的所有的软管、循环系统的管线和管件需经过气密试验检查是否存在泄漏的地方，所有泄漏地方必须在使用酸洗钝化化学药剂前进行修复完成。软管需与所用酸洗钝化化学药剂化学相容，且软管至少有2.5 kPa的工作压力。清洁的管线中有不锈钢材质时，清洗溶液中的氯离子含量不得大于25 mg/L。在酸洗环节中，应防止酸洗过度，酸洗的具体时间根据酸液浓度及管内锈蚀程度决定。酸洗和钝化工艺若非同时进行，酸洗后应尽快开始进行管道内部钝化的处理，以免管道内部再次被氧化。进行表面钝化操作时，应使管道内部金属基体表面形成一层良好的钝化膜，钝化膜质量达到行业标准HG/T 2387—2007 中的要求或者如本文中3.1和3.2的内容。

管道钝化完成后，应用干净、干燥性的压缩空气进行管道内部吹扫干净，若不能立即进行串油工作，则管段内应加入氮气，然后封存。酸洗、钝化设备应当既能实现正向循环，也能实现反向循环，这样有利于死角的清洗。所有管线高点的放空口、低点排放口要连接橡胶软管，适时地进行排气和排污，以保证管线内部及时排出废液。

3 管线酸洗、钝化验收合格标准

海洋平台石油管线的酸洗、钝化施工作业涉及的专业面广且极其复杂，再加上项目整体体型庞大、专业比较密集、交叉作业频率高、周期短、受周围环境限制大等特点，工艺管线工程质量受多种因素的影响，如原材料、机械设备设施、现场施工条件、周围环境、施工方法、设备操作工艺、工人能力水平、质量管理体系、项目投资成本、建设周期等，均直接影响工艺管线酸洗、钝化的质量。

3.1 碳钢材质管段钝化验收标准

碳钢材质管段的钝化模，用酸性硫酸铜点滴液检验(红点方法)。用点滴液点滴钝化表面，点滴液体的颜色由蓝色变为红色的时间应不少于5S为合格[2]。

3.2 奥氏体不锈钢材质管段钝化验收标准

用酸性的铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])点滴液检验(蓝点方法)。滴在钝化内表面，点滴液覆盖面内10分钟内出现的颜色，蓝色小点不多于8个点为合格[3]。

3.3 酸洗-钝化记录表格内容

项目名称、酸洗钝化开始时间、结束时间、日期、记录内容(包含被酸洗钝化管线的规格、范围、酸洗钝化结果等信息)，最后需要经过施工方代表、质量负责人代表、业主代表签字确认。

4 现场职业健康安全与环境管理措施

所有参与清洗人员应该接受现场安全操作教育，遵守公司安全规章制度。由于用于酸洗-钝化的化学药品是非常危险的，所有有关参与人员应该了解有可能发生的危险和有效处理方法；参与酸洗钝化的所有人员必须穿保护服，戴防护护目镜和胶皮手套，穿长筒靴子、档板、头盔。酸洗钝化化学药剂各种资料连同化学品安全说明书 MSDS(material safety data sheets)应该一起运到项目场地。如果出现意外，请遵照MSDS说明书进行清洗，然后进行医学紧急救治；清洗药剂要摆放齐全，且标有“化学药剂”和“禁止进入”的标志(英文&中文)。化学药剂的MSDS张贴在工作地点。清洗现场应清除一切可燃物，划分酸洗专门区域，专门责任区范围禁止一切动火作业源，工作场地空气流通，提供足够的照明设施，在开始酸洗钝化清洗操作之前，必须准备充分的化学药剂灭火设备；酸洗工作开始之初，项目负责人员组织工作风险分析会议，经多方确认满足要求后方可开展工作。酸洗-钝化施工单位必须制定详细的应急预案。酸洗、钝化化学药剂厂内存放、运输应严格遵守公司职业健康安全环境管理部门的管理要求。使用后的化学药剂由施工单位负责回收并交给具有资质单位处理，不允许随意排放。

5 结语

总之，对于海洋石油平台工艺管线酸洗-钝化，必须严格执行过程控制，只有经过严格的酸洗、钝化工艺，确保质量要求后，海洋石油平台工艺管线内表面可以清除各类油污、焊斑、氧化皮、铁锈等污垢，处理后表面应该变成均匀的金属光泽并且呈现银白色，很大程度上可以提高不锈钢、碳钢抗腐蚀性能。酸洗、钝化后不锈钢、碳钢管线均可以满足后期管线内部串油的质量要求，从而使串油及主机运行更加稳定，体现有效性、安全性。