海底輸油管道防腐設計研究

孫守蒙

（東北石油大學，黑龍江大慶 163318）

海底輸油管道防腐設計研究

孫守蒙

（東北石油大學，黑龍江大慶 163318）

隨著海上油氣田的開發，開采出來的開采液加大，油氣的運輸成為需要關注的問題。輪船的運輸量已經達不到要求，必須建設海底管道來運輸開采的油氣，因此設計海底管道將會成為熱點論題?，F階段國內海洋工程上應用的海底管道的管徑通常較小，其內壁上很難通過其他方法來進行防腐處理。如何有效地對海底管道進行防腐，將會是研究的主要內容。通過總結前人的經驗，提出對海底鋼管道的防腐蝕，維持管道正常運行和保證管道設計壽命。

海底管道；防腐；管道壽命

1 前言

近幾十年來，隨著海上油（氣）田的不斷開發，海底輸油（氣）管道實際上已經成為廣泛應用于海洋石油工業的一種有效運輸手段。海底管道是通過密閉的管道在海底連續地輸送大量油（氣）的管道，是海上油（氣）田開發生產系統的主要組成部分，也是目前最快捷、最安全和經濟可靠的海上油氣運輸方式。海底管線采用鋼制管道，因此海底鋼管道的防腐蝕，就成為維持管道正常運行和保證管道設計壽命的必備措施。本文通過總結不同類型的防腐方式，具體的提出防腐措施[1]。

由于海底管道鋪設于海床上，根據區塊所處海域環境、結構穩定性等要求，采用挖溝埋設的鋪設形式。海底管道所處外部腐蝕環境為海底沉積物和海水。外防腐涂層選用熔結環氧粉末涂層（PBE），該涂層具有施工簡便、無污染、抗彎曲和抗沖擊性能好、耐腐蝕性能好等優點，常用于海底管道。

2 防腐類型特點

根據海底鋼制管道所處的設計環境和管道輸送介質的特性與輸送條件（溫度、壓力等），鋼制管道存在著內腐蝕和外腐蝕。國外統計資料顯示，內腐蝕是引起海洋石油生產中海底管道失效的最主要的因素。海底管道輸送的介質主要有天然氣、原油、地層水及其混合物，有些管道還輸送緩蝕劑、乙二醇等其他物質。海底管道內腐蝕主要有二氧化碳腐蝕和酸性氣體腐蝕等。目前，海洋工程上海底管道的內腐蝕主要以在輸送介質中添加緩蝕劑和增加管線腐蝕裕量的方法為主，這主要是因為現階段國內海洋工程上應用的海底管道的管徑通常較小，其內壁上很難通過其他方法來進行防腐處理[2]。

對于外腐蝕特點及常規防腐措施，由于海底管道鋪設于海床上，根據所處海域環境、結構穩定性等要求，采取挖溝埋設和不埋設的鋪設形式。鋪設時沒有埋設的海底管道，在海流等的作用下，部分管道會沉人泥中，因而海底管道所處外部腐蝕環境為海底沉積物和（或）海水。海底沉積物環境復雜，其物理性質、化學性質和生物性質均會影響腐蝕性。影響因素主要包括沉積物類型、含水率、溫度、電阻率、pH 值、硫酸鹽還原菌含量、氧化還原電位等[3]。

3 兩種方式的防腐比較

管道內腐蝕因素主要為二氧化碳腐蝕，針對二氧化碳腐蝕的特點，保護措施一般有以下幾種：碳鋼+緩蝕劑，并采取相應的腐蝕監測措施、耐腐蝕材料，包括高合金材料、內襯，擺闊高合金內襯和內防腐涂層、脫除腐蝕介質中的二氧化碳或水。對于一般來講，二氧化碳含量不是很高，二氧化碳含量并不屬于高腐蝕性流體，并且無硫化氫存在，不需要考慮硫化物應力腐蝕開裂問題，所以采用“碳鋼+內防腐層+緩蝕劑”的方法即可。

綜合考慮以上的種種因素，對部分海底管道進行管道類型、選材比較，考慮到油氣田開采綜合年限較長，在目前沒有集輸在深海更換管道的情況下，一般設計采用單層保溫海底管道，外部為三層PE外防腐涂層。該涂層主要特點是防腐性能好、吸水率低、機械強度高，壽命可達30a以上。在海洋油氣輸送中，海底管道發生的腐蝕主要是CO2腐蝕。根據產出物物性基礎數據，CO2摩爾分數為 0.45%，CO2含量相對較少。采用碳鋼+緩蝕劑的防護措施。優點：技術比較成熟，防護措施費用比較低。

由于犧牲陽極保護法技術成熟，性能可靠，不需要外部電源，簡單易行，不需專人管理，對其他設施沒有干擾，造價也比較低，所以海底管道均采用犧牲陽極保護法。用鋁合金作為犧牲陽極材料。

4 總結及展望

在未來幾年，海底管道的發展將會進入高峰，海底管道可以連續輸送，幾乎不受環境條件的影響，不會因海上儲油設施容量限制或穿梭油輪的接運不及時而迫使油田減產或停產，故輸油效率高，運油能力大。另外海底管道鋪設工期短，投產快，管理方便和操作費用低。所以海底管道的防腐還需進一步進行研究探索，如何延長管道壽命，增加防腐強度將會是我們一直需要去研究的論題。

[1] 張劍波，袁超紅.海底管道檢測與維修技術[J].石油礦場機械，2005，（5）.

[2] 羅立平.海底管道防腐狀態檢測技術研究[D].大連：大連理工大學，2007.

[3] 何旭.海底管道防腐狀態檢測的基礎研究[D].大連：大連理工大學，2005.

S t u d y o n A n t i c o r r o s i o n D e s i g n o f S u b ma r i n e O i l P i p e l i n e

Sun Shou-meng

With the development of offshore oil and gas fields，mining out of the extraction of liquid increased，oil and gas transport as we need to pay attention to the problem.Ship shipments have been less than the requirements of the need to build submarine pipeline to transport the exploitation of oil and gas，so the design of submarine pipeline will become a hot topic.At present，the diameter of the subsea pipeline applied to domestic marine engineering is usually small，and it is diff i cult to carry out anti-corrosion treatment on the inner wall.How to effectively protect the submarine pipeline，will be the main content of this study.This article will summarize the experience of predecessors，put forward the anti-corrosion of the submarine steel pipe，maintain the normal operation of the pipeline and ensure the pipeline design life.

submarine pipeline；anti-corrosion；pipe life

TE88

A

1003-6490（2017）08-0036-01

2017-05-25

孫守蒙（1993—），男，黑龍江肇東人，碩士在讀，主要研究方向為石油與天然氣工程。