稠油埋地集輸管線腐蝕分析及對策研究

喬林(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

稠油埋地集輸管線腐蝕分析及對策研究

喬林(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

稠油粘度大，開采過程中需要注入介質開發，而且需要加熱，因而增加了原油輸送的復雜性。溫度較高，管道應力急劇增大，造成管道變形、拱起；集輸管線被腐蝕后，容易發生穿孔，造成環境污染和財產損失。

稠油；集輸管線；輸送；腐蝕；防腐

在石油天然氣生產中，金屬設備和零件的腐蝕與防護直接影響著一個企業的生存和發展。作為管道運輸行業，金屬管道的防腐保護技術，直接影響著管道的壽命和服役的期限。在日常生產中，埋地管道防腐保護技術問題錯綜復雜，需要引起我們的高度重視。

1 管線腐蝕的類型分類

管線按腐蝕環境分類可以分為大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕。按作用機理分類可分為化學腐蝕、物理腐蝕。化學腐蝕其反應歷程的特點是金屬表面的原子與非電解質中的氧化劑直接發生氧化還原反應。電化學腐蝕是屬與離子導電的介質發生電化學反應而引起的破壞。物理腐蝕由于單純的物理溶解作用而引起。按腐蝕形態分類可分為三種，一是全面腐蝕，包括均勻腐蝕，腐蝕均勻地發生在金屬表面上。二是局部腐蝕。三是應力作用下的腐蝕，應力腐蝕斷裂是應力與某種介質共同作用產生的結果，應力和介質兩個條件相互促進，加速腐蝕。我國氣候多變，地下水運移復雜、土壤酸堿含量大，造成腐蝕機理復雜，架設管線地形多變，跨度大，新老管線交織，油水混輸，腐蝕類型多樣。

2 稠油輸送管道腐蝕原因分析

(1)硫化氫的影響 稠油開采的過程中，會伴有硫化氫，尤其是蒸汽驅生產的稠油油藏，產出的硫化氫溶于水后，對管壁產生腐蝕生成硫化鐵，硫化鐵難溶于水，形成聚集的黑色的沉淀物。輸送介質中溶解鹽類越多，就會加速硫化氫的腐蝕速度。這種腐蝕通常稱為電化學腐蝕。對管道產生嚴重的破壞，主要表現為兩種，其一為氫脆，在化學反應過程中，氫滲管壁內部造成韌性減弱，嚴重情況變成微裂紋，改變鋼材材質。其二為應力腐蝕，輸送過程中在應力的作用下，微裂紋進一步發展，積累到一定程度后，就會突然發生破裂。

(2)土壤的影響 管線埋于地下，不可避免的接觸土壤，管線的腐蝕速度和土壤環境密不可分，不同的環境腐蝕速度不同。主要受到含水率、礦化度、電阻率等因素影響。當含水率高的土壤，離子交換速度加快，有利于形成電化學腐蝕，含水率在20%左右的區域內，腐蝕達到最大。礦化度增加，在相同的電位下，腐蝕電流隨之增加。硫酸鹽離子的腐蝕速度比氯化物離子更大，而重碳酸鹽離子則不同，有抑制的傾向。隨著鹽濃度的增加，腐蝕速度也增加，達到一定數值后，迅速降低，這種性質和含水率表現相似，在飽和的鹽濃度下，腐蝕速度變得極低。主要是受到導電性和氧溶度的影響。鹽濃度增加導電性增加，氧溶度降低的緣故。電阻率對管線腐蝕有著重要的影響。電阻率是土壤中重要的指標，是土壤中含水率、礦化度、酸堿度等的集中反映，電阻率越小，腐蝕速度就越大，我們根據電阻率大小可以把土壤分為強腐蝕型、中腐蝕型和弱腐蝕型。

(3)溫度的影響 由于管線輸送的是稠油，所以必須有一定的溫度稠油才能正常輸送，在一定的氧濃度下，隨著溫度的升高，離子運行速度加快，腐蝕增加。管線的腐蝕速度與溫度具有很強線性相關，溫度升高30℃，管線腐蝕就會翻倍。在80℃左右達到最大值。隨后降低。稠油輸送必須在確保正常輸送的前提下，盡量降低溫度。

(4)管線防腐層破壞 目前管線防腐層都使用耐高溫的防腐涂料，從外向內是防水層、保溫層，但是由于稠油管線溫度變化大，產生破壞應力，造成涂層脫離、錯位，喪失防腐作用。另外在施工的過程中，工程質量不過關，不按照施工要求去做，防腐層破損現象時有發生。

3 管線防腐對策

管線防護首先要分析影響腐蝕的最主要因素，抓住主要矛盾，對癥下藥，充分考慮投資和回報的關系，選擇適合的耐高溫的防腐蝕涂料。同時也要考慮注意材料的相容性，減輕電偶腐蝕。目前在油井加緩蝕劑保護比較流行，我國雖然起步較晚，但是取得的研究成果逐步應用在長輸管道的防腐上，具有保護管道、節約成本，實施簡單的特點。少量分散在油中，隨著上返緩蝕劑在金屬表面被吸附形成保護膜，從而起到防護作用。陰極保護是目前國內外公認的經濟有效的防腐蝕措施。陰極保護系統分外加電流與犧牲陽極兩種。防腐施工質量是保證腐蝕控制效果的關鍵因素，尤其是涂層防腐技術，加強施工質量管理，減少現場施工環節，增加工廠化預制，在現場僅是補口施工，這樣能更好的保證施工質量。在現場施工條件下，管線外壁涂裝時除銹處理只能采取手工或動力工具進行，然后在現場惡劣的涂裝環境下進行人工涂裝，造成涂裝質量差，如果采用工廠化預制，可以采用噴射除銹處理，噴涂涂裝，可以提高防腐涂層的質量，起到更好的屏蔽防腐效果。同時嚴格施工管理和驗收，是提高管線防腐技術水平，有效控制管線腐蝕的關鍵。除此之外，控制好彎頭防腐、管道補口補傷質量，因為這些部位直接影響到整個管道防腐施工的質量。

4 結語

(1)管線腐蝕嚴重的多為管道直徑設計過大，輸送液量低，含水70%以上，流速低于0．3m/s。發生在管道底部腐蝕最為嚴重。

(2)管線的材質影響著腐蝕速度，無縫鋼管一般比螺紋鋼管抗腐蝕，其原因是有的螺紋鋼管含有超標的非金屬夾雜物，如MnS，Ca，Si，Mn，S 等。

(3)長輸管線穿孔多發生在管線中下游，這是因為中下游層流趨勢更明顯。長輸管線輸送過程中摻水后，腐蝕更加嚴重。

[1]魏新春,李鵬程,李強,劉建橋.新疆油田管道及設施腐蝕原因分析[J].石油化工腐蝕與防護.2009,(05).