埋地原油集输管道防腐技术适用性分析

杨 琳

（大庆油田第五采油厂工艺研究所，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

原油集输管线是石油生产技术系统的重要组成部分， 承担着原油以及相关介质输送的重要作用，受原油管线安装工作环境以及输送介质的特殊物理化学性质决定，集输管线更容易受到腐蚀的影响。造成管线腐蚀的影响因素较多，从辅助因素来源角度可以分为介质类腐蚀因素和土壤腐蚀因素两大类。在介质腐蚀因素中，水占比最高。水是主要的石油伴生物，目前我国多数油田进入了中后期开采阶段，许多油藏的综合含水率已经超过了90%，原油水溶液中存在的大量杂质均为管线腐蚀的主要来源，主要包括，对金属管线有直接腐蚀作用的溶解盐类物质以及氯化物。水中存在的氧气、二氧化碳、硫化氢等物质、硫酸盐、各类微生物等[1]。

土壤中存在的管线腐蚀因素主要有电解质溶液、杂散电流以及微生物等。目前我国原油集输管线仍以金属管线为主，长期在土壤中电解质溶液的作用下会出现电化学腐蚀的现象。土壤中应各类因素产生并存在的零散电流，长期从金属管线经过时，会缓慢的产生电解作用，造成电腐蚀现象的出现。

1 原油集输管线管道防腐技术及适用性分析

1.1 内防腐技术

1.1.1 缓蚀剂防腐

我国油田目前已经投入使用的埋地管线缓蚀剂种类较多，不同类型的缓蚀有着不同的适用环境。从缓蚀剂成为角度可以分为有机缓蚀剂和无机缓蚀剂两种，其中有机型缓蚀剂适用范围最为广泛。在管线中加入相应成分的缓蚀剂可以在一定程度上，降低各类腐蚀因素对管线的影响速度，从而达成防腐的最终目的。缓蚀剂适用范围广成本低廉，同时操作简单对适用环境要求较低，一次使用可以长期见效。但伴随缓蚀剂的不断应用，该防腐方式的弊端与问题也逐步凸显。首先缓蚀剂在使用前需要对管线腐蚀的影响因素、伴生水性质以及腐蚀机理进行分析研究，从而确定缓蚀剂成分，这需要进行大量的检测和实现，才可以确定。同时在伴随生产的不断进行，介质成分不断发生变化，含水率逐步升高，这是需要进行大量的后续实验才可以确保缓蚀剂适用性。因此该方法后续工作量十分巨大，加药周期的确定也相对困难[2]。

1.1.2 内防腐层技术

内防腐层技术是目前我国油田以及其它工业集输管线防腐中应用最为广泛的技术。通过在管线内部增加防腐涂层达到隔绝管线与腐蚀物质的目的，从而实现管线防腐、内防腐层技术从施工工艺角度主要分为穿插、翻衬两种类型。穿插是金属管线内部穿插一条高度密集的聚乙烯内衬管，达到隔离防腐的目的。具体施工流程如下，首先使用牵引设备将对应型号的内衬管拉送至金属管线中，内衬管在进入管线后受其弹性以及记忆效应影响会迅速扩张并紧密贴合管线内壁形成内防腐层，起到隔绝腐蚀物质的效果。该技术工艺不仅可以用于新投产管线的防腐施工，也可以用作老旧管线的腐蚀修复施工[3]。

但衬管技术在应用过程中也逐步凸显了一些问题。首先，受衬管材料特点决定，衬管技术最大穿插长度有着明显的限制，最大单次施工长度一般不超过2km，因此会造成管线内部衬管无法形成连续的内防腐层，存在缝隙。同时管线施工一般需要采用法兰连接的方式，也会对内防腐层造成一定的损伤和影响，操作难度也相对高；其次，内防腐层的环境耐受性较差，管线输送介质温度较高时，hepe塑料材质的内衬管会发生融化以及变形，防腐效果降低甚至消失。目前我国油田使用的内衬防腐材料的最高承受温度为120℃，可以长期使用的安全温度一般不高于70℃；最后穿插内衬管工艺是依靠内衬管的记忆效应以及弹性实现与管线内壁的贴合，本身与管体之间并没有粘结以及密封措施，一旦出现破损就会直接造成输送介质流向内衬层和管线内壁之间，导致防腐措施失效[4]。

1.2 外防腐技术

原油需要在28℃以上才可以保持良好的流动性，达到原油技术的必要条件，因此原油技术管线多数需要采用伴热的方式加热集输。因此原油集输管线一半采用防腐-保温-防水的外防腐结构。目前我国油田多数技术管线采用的聚氨酯泡沫和聚乙烯夹克的一体化防水、保温、防腐的解决方案，也被称为“黄夹克”但该方法受实施工艺和设备的限制，对89mm以下的小口径管线应用相对困难。

1.3 阴极保护技术

阴极保护技术主要作为管线综合防腐方案中的备用和应急环节使用。在防腐涂层受到破坏失去防腐作用时，阴极保护技术可以及时发挥防作用。不带保 温防水层的防腐管线与阴极保护配合能起到很好的 防腐效果，尤其是环氧粉末、液体环氧类涂层。但该技术的防腐效果仍不够理想，而且防腐条件要求相对苛刻，需要管线的保温层以及防腐涂层同时失效时才可以发挥作用。否则无法发挥出防腐的作用，导致阴极保护技术无法独立应用，只能作为防腐的补充和备用工艺与其他防腐技术共同使用

2 结语

目前我国多数原油集输仍采用伴热集输的方式，管线输送介质温度较高，因此外防腐涂层是最优的防腐方案。在外防腐技术中环氧粉末具有更高的温度耐受性，在高温下性质十分稳定，补口质量易于控制，受外面的保温层和防水层的保护，弥补了本身耐冲击性能差的缺点，作为原油集输管线外防腐层是比较好的选择。 预制过程中要严格 控制环氧粉末涂层预制质量，尤其是涂层厚度和漏点，粉末涂覆后进入“一步法”保温防水生产线前,要 进一步检测。