某采油廠集輸管網(wǎng)腐蝕速率研究

＊趙大興

（中國石油管道局工程有限公司 河北 065000）

某采油廠集輸管網(wǎng)腐蝕速率研究

＊趙大興

（中國石油管道局工程有限公司 河北 065000）

地面工藝管網(wǎng)的腐蝕問題一直困擾著油田的建設(shè)和發(fā)展，成為制約油田經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，每年因地面管材的腐蝕給油田造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此對(duì)油田地面及地下金屬管網(wǎng)的腐蝕特性進(jìn)行研究具有重要意義。本文主要對(duì)該采油廠集輸系統(tǒng)水介質(zhì)的腐蝕狀況統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行研究，重點(diǎn)考察了不同水介質(zhì)的瞬時(shí)腐蝕以及局部腐蝕速率。

管網(wǎng)；腐蝕；水介質(zhì)；瞬時(shí)腐蝕；局部腐蝕

序言

在油氣田開發(fā)的過程中，腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失十分巨大，腐蝕是造成石油工業(yè)中金屬設(shè)施失效破壞的主要原因之一，它加速了設(shè)備及管道的損壞和人員傷亡，造成石油生產(chǎn)的停工、停產(chǎn)、跑、冒、滴、漏等事故，設(shè)備、管道由于腐蝕穿孔造成的泄漏，不僅結(jié)構(gòu)本身被破壞，還浪費(fèi)了能源，污染了環(huán)境，還可能由此造成嚴(yán)重的重大事故。工業(yè)發(fā)達(dá)的國家由于腐蝕造成的損失約占國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的2%～4%，為此本文主要對(duì)該采油廠集輸系統(tǒng)水介質(zhì)的腐蝕狀況統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行研究，重點(diǎn)考察了不同水介質(zhì)的瞬時(shí)腐蝕以及局部腐蝕速率。

1.瞬時(shí)腐蝕速率研究

圖1～圖3給出各種水介質(zhì)中碳鋼探頭瞬時(shí)腐蝕速率和時(shí)間的關(guān)系曲線。

圖1 20號(hào)鋼及16Mn鋼探頭在水罐處瞬時(shí)腐蝕速率與時(shí)間的關(guān)系

圖3 20號(hào)鋼及16Mn鋼探頭在注水中瞬時(shí)腐蝕速率與時(shí)間的關(guān)系

由圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，20號(hào)鋼和16Mn鋼在銀帶處瞬時(shí)腐蝕速率均呈下降趨勢(shì)，但在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，16Mn鋼的瞬時(shí)腐蝕速率下降幅度更大。由圖2實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，20號(hào)鋼和16Mn鋼在水罐處瞬時(shí)腐蝕速率均呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，不同之處在于，20號(hào)鋼在水罐處瞬時(shí)腐蝕速率隨著時(shí)間的延續(xù)呈下降趨勢(shì)，而16Mn鋼在水罐處瞬時(shí)腐蝕速率隨著時(shí)間的延續(xù)呈上升趨勢(shì)。由圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，20號(hào)鋼和16Mn鋼在注水中瞬時(shí)腐蝕速率均呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，但波動(dòng)程度較小，隨著時(shí)間的增加瞬時(shí)腐蝕速率差別較小。

2.局部腐蝕速率研究

局部腐蝕測(cè)量儀能夠給出探頭陰陽極在待測(cè)水介質(zhì)中形成閉塞電池時(shí)的零阻電流密度。這個(gè)值與實(shí)際材料腐蝕速度相對(duì)應(yīng)。根據(jù)法拉第定律容易寫出：

式中：Vl—材料局部腐蝕速度，單位為mm/a；

I—測(cè)得的局部腐蝕電流強(qiáng)度，電位為mA；

M—為材料的原子量，這里鐵的為56；

S—陽極的面積，這里為0.302cm2；

P—材料的密度，這里取7.8g/cm3；

F—法拉第常數(shù)，取96484。

代入常數(shù)量，Vl=38.85×I。

探頭放置入掛樣裝置中后，穩(wěn)定24小時(shí)，待探頭陽極區(qū)建立起閉塞環(huán)境后進(jìn)行測(cè)量。局部腐蝕測(cè)量曲線開始測(cè)量時(shí)，電流較高，隨著極化狀態(tài)的建立，陰陽極間電流逐漸降低，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定，對(duì)穩(wěn)定部分的測(cè)量曲線進(jìn)行擬合，得到局部腐蝕電流強(qiáng)度值。將測(cè)得的值代入式（1）中，計(jì)算局部腐蝕速度。

在各種水介質(zhì)中測(cè)得的局部腐蝕電流曲線、擬合的結(jié)果與局部腐蝕速度計(jì)算值見圖4和圖5。

圖4 20號(hào)鋼和16Mn鋼探頭在水罐中的測(cè)量結(jié)果

由圖4可知，20號(hào)鋼探頭在水罐中所測(cè)的局部腐蝕電流強(qiáng)度擬合值I=0.0275mA；Vl=1.068mm/ a。16Mn鋼探頭在水罐中所測(cè)局部腐蝕電流強(qiáng)度擬合值I=0.0120mA；Vl=0.466mm/a。

圖5 20號(hào)鋼和16Mn鋼探頭在注水中的測(cè)量結(jié)果

由圖5可知，20號(hào)鋼探頭在注水中所測(cè)的局部腐蝕電流強(qiáng)度擬合值I=0.0123mA；Vl=0.478mm/a；16Mn鋼探頭在注水中所測(cè)的局部腐蝕電流強(qiáng)度擬合值I=0.0064mA；Vl=0.2486mm/a。

3.總結(jié)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，普通碳鋼材料在采出水、凈化水和回注水中腐蝕速率均較高，各周期內(nèi)的腐蝕速率普遍高于規(guī)定的0.076mm/a的SY標(biāo)準(zhǔn)值；奧式體-鐵素體不銹鋼在四種水介質(zhì)中腐蝕速率遠(yuǎn)低于普通碳鋼。

[1]潘一,孫林,楊雙春等．國內(nèi)外管道腐蝕與防護(hù)研究進(jìn)展[J]．腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),2014, 26(1): 77-80．

[2]Strangman, Thomas E．Thermal barrier coatings for turbine airfoils[J]． Thin Solid Films, 2006, 127 (4): 93-105．

[3]陳群堯,曹曉燕,陳群武等．中國管道腐蝕與防護(hù)技術(shù)綜述[J]．防腐保溫技術(shù),2007,15(1): 1-6．

[4]胡鵬飛,文九巴,李全安．國內(nèi)外油氣管道腐蝕及防護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]．河南科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2003,24(2):100-103．

[5]De Waard, etal． Prodictive Model for CO2 Corrosion Engineering in wet Natural Gas Pipelines[J]． Cormsion, 2009, 42(6): 979-990．

趙大興（1990～），男，中國石油管道局工程有限公司，研究方向：長輸管道設(shè)計(jì)。

(責(zé)任編輯 牛玉娟)

Study of Gathering-Transferring Pipe Network Corrosion Rate of One Oil Extraction Factory

Zhao Daxing

（Petrochina Pipeline Bureau Engineering co., LTD, Hebei, 065000）

The corrosion problem of ground technology pipeline network has been perplexed the construction and development of oil field, which becomes the important factor of restricting the development of oil field economy. Each year, the corrosion of ground pipe materials have caused enormous economic loss to ground oilfield, so taking study of the corrosion characteristics of oil field ground and underground metal pipe network is of great significance. This article mainly takes study and statistical analysis of the aqueous medium corrosion situation of oil extraction factory’s gathering-transferring system, besides, it mainly studies the instantaneous corrosion and partial corrosion rate of different aqueous medium.

pipe network；corrosion；aqueous medium；instantaneous corrosion；partial corrosion

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