芻議油田地面工程施工中防腐技術應用

孫紅霞

（大慶油田有限責任公司第四采油廠基建工程管理中心，黑龍江 大慶 163511）

0 引言

我國油田產業發展中，能源運輸一直是主要工作內容，管道系統作為能源運輸重要組成部分關系著運輸穩定性。隨著油田建設范圍擴大，地面管道建設環境趨于復雜化，對油田地面工程施工提出了挑戰。為確保能源運輸順利就要加強地面工程腐蝕問題研究，采取可行性方案從而解決這一問題。

1 油田地面工程施工防腐技術應用價值

油田地面工程施工加強防腐控制具有重要作用。我國國土面積大，但石油資源有限且分布不完整，為保證石油運輸順利進行，確保石油得到有效應用就必須要做好防腐施工。油田地面工程管道以長距離管道為主，在石油能源供應中具有重要影響。我國地質變化顯著，容易受到地質問題影響；管道下游人口分布密集，經濟發展迅速，一旦出現安全事故將對人們生命安全構成威脅[1]。因此，加強油田地面施工防腐技術應用尤為關鍵。

2 油田地面工程腐蝕影響因素

2.1 管道外層老化

第一，管道外防腐層要求與地質環境適應，防腐層不合理就會出現老化、加劇受損，例如：瀝青防腐層長時間處于水下就會出現吸水膨脹、脫落，而且植物根莖也會損壞瀝青防護層。所以，一些低洼、易積水區域不適合使用瀝青防護層；黃夾克類防護層具有損壞延申性，擴大受損位置、不適合應用且容易受到人為因素影響；第二，施工不合理。施工不合理也是導致管道腐蝕主要因素，例如：管線連接時的三通、接頭、彎頭等位置包裝困難，且容易腐蝕；一些地方管線敷設過淺，雨水沖刷后露出地面，受外部環境影響導致防腐層老化破裂。兩條管線連接過程中受到擠壓，長時間影響防腐層受損；防腐層管線敷設過程中，土層內帶有石子容易損傷管道防腐層；第三，其他因素。施工完成后得管道沿線敷設道路、橋梁等對防腐層產生影響，損壞管線。由于打孔偷油、偷氣等使得防護層受損，管道受損[2]。

2.2 管道設備內腐蝕

第一，化學影響；大慶油田管道水中含有聚合物、油乳化性高、礦化度高、二氧化碳氣體含量大、細菌多。二氧化碳與水接觸生成碳酸根，pH參數減小、地質水呈酸性對管道產生腐蝕。油田水礦化度高，高礦化水存在很多Cl-具有腐蝕性。底層水pH參數對管道產生影響，pH參數越小越容易腐蝕。第二，物理影響。物理影響要素包括壓力、溫度、水流速度等；其中，溫度越高越容易發生腐蝕；壓力越大地質層溶劑氣體越多，氣體腐蝕性越強[3]。當水流速小時對管道影響較小，管道內底層水含油沙粒時，快速流動對管道影響較大，金屬表層保護膜失去作用；第三，生物影響。生物影響作為管道腐蝕主要制約因素，產生腐蝕性包括鐵細菌、硫酸鹽、腐生菌。其中，鐵細菌與亞鐵離子氧化產生化學反應；硫酸鹽還原菌經過硫酸鹽反映把地質層水內的SO42-還原為S2-，與金屬管道鐵生成硫化亞鐵從而腐蝕管道。

3 油田地面工程施工防腐技術應用

3.1 油田管道外防腐技術分類

第一，涂層防腐材料的應用。外防腐技術主要在管道外層涂防腐層，結合需要纏繞外防腐膠帶起到保護作用。目前，該項技術已經得到了廣泛應用。管道涂層材料較多，各土層材料起到了作用不同，要求施工人員根據管道應用環境、施工方案選擇適合的防腐材料。常見防腐涂料有瀝青漆涂料、過氯乙烯、無機富鋅漆、環氧樹脂，瀝青漆涂料具有成本少、涂刷簡單的優勢，常溫下耐氧化氮、二氧化硫、氯氣、濃度40%下的海水、土壤等物質，但不耐油類、醇類等物質。過氯乙烯抗酸、油、海水、工業大氣性較強，不耐高溫、酚類、脂類有機物腐蝕。無機富鋅漆施工簡單、成本少，防水性、防油性較強，特別適合應用在清水、工業大氣條件下。環氧樹脂材料抗腐蝕性良好，尤其是堿性條件下具有良好的耐磨性，漆膜彈性與硬度強[4]。近幾年，市面上出現的三聚乙烯材料機械強度、抗老化、抗陽極剝離等性能，使用年限長。

3.2 外防腐施工技術

油田管道外防腐施工技術分為：防腐材料、施工工藝、涂敷。只有做好各環節施工控制才能保證施工質量。適合的防腐材料固然重要，科學合理的涂敷技術也尤為重要，有助于提高管道外防腐技術。結合涂敷工藝差異，油田管道外防腐施工包括刷涂法、滾涂、空氣噴涂、高壓無氣噴涂。其中，刷涂方法操作簡單，比較常見，只需借助扁刷、圓刷即可，漆膜滲透性顯著，適應性強。不過，施工人力資源投入較大、施工效率低，外觀美感不高。滾涂方法適合應用在管道直徑大、長度長的環境下，相對于涂刷法施工效率較高。要求施工人員注意用力均勻，避免漆液流淌。空氣噴涂主要是通過專業噴槍工具，以壓縮空氣把涂料吸入噴出，涂料沖散形成微顆粒，施工時注意噴涂距離控制。高壓無氣噴涂意旨：涂料加壓泵加壓后噴出，施工效率高、漆膜質量高。不過，操作設備成本支出較大、對于工作人員專業水平要求嚴格，操作時注意噴嘴和被噴涂管道表層距離。

3.3 外防腐操作關鍵節點

外防腐施工中，材料與施工技術復雜，一旦產生偏差將影響整體工程質量。所以，施工人員注意規范操作。首先，施工準備。防腐施工材料類型較多，涂料選擇決定防腐施工效果，不同涂料適用于不同運輸環境。因此，工作人員應根據油田管道環境合理運輸、儲存操作，材料放在干燥、常光位置，防止材料性能受到影響；其次，除銹施工。施工人員在防腐工作前準備除銹工作，包括人工除銹與機械除銹。要保證全面清理除銹位置，以露出金屬本色為依據，通常管道除銹等級需達到要求得St3或Sa2.5級，外表層錨紋深度在50～100μm[5]。最后，涂刷施工。涂料配置根據涂料生產商家配比、工藝要求、施工條件、環境配置，涂敷施工時根據分層、分區進行涂刷，嚴格規范施工從而保證施工質量。

3.4 精細化技術工藝，加強防腐管理

油田漆液應正確看待技術工藝，防止技術工藝影響產生腐蝕。比如：注水開發區塊不可將清水和污水混合，兩種水型不匹配可能導致集輸管網產生污垢從而發生腐蝕。此外，確保防腐管理有效性，涂層、表面施工做好質量監督，涂層放管線或滲氮管線穿孔率高。因此，涂層技術與成分控制上要尤為重視。還要定期檢查管線基線，多數管線因為應力集中與外腐蝕共同作用加劇腐蝕。為此，施工人員認真檢查有無不合理連接，檢查管線極限，保證管線質量。

4 強制電流陰極保護施工

4.1 強制電流陰極保護理論分析

油田地面施工時，涂層施工有時難以達到理想的狀態，涂層受損。根據陰極保護管道防腐理論，該類破損，腐蝕作用集中、速率快，嚴重影響管道防腐效果。為此，采用強制電流陰極保護系統有助于減緩腐蝕速度，不過這種方法經濟投入大，還要根據具體情況綜合分析。

4.2 施工過程

強制電流陰極保護分為電源設備安裝、輔助陽極安裝、電纜埋設、長效參比電極安裝、測試樁安裝、絕緣接頭。首先，陰極保護系統中額管道和電纜連接建議選擇鋁熱焊，焊接質量要滿足設計要求；其次，為防止電流流失應在管道出、入位置安裝絕緣接頭，利用跨接電纜連接兩側管路；最后，陰極保護站區安裝輔助陽極，通常選擇高硅鑄鐵陽極，陽極敷設滿足設計需求，注意周圍填充。

5 結語

綜合分析，油田管道腐蝕是由多方面因素引起的，比如：外部環境、腐蝕性物質等。所以，油田地面工程建設施工時要注意防腐技術應用，立足于多方面、全過程做好防腐施工控制。施工過程中保證規范施工、選擇適合的材料、防腐技術，繼而提升油田管道防腐施工效果，提高總體工程質量，保證油田運輸安全穩定。