氣田管道防腐措施的應用分析

侯 喆

（大慶油田采氣分公司，黑龍江 大慶 163000）

1 氣田腐蝕的因素

氣田管道的腐蝕是由多種因素共同作用的結果，經過多年的室內實驗、現場腐蝕監(jiān)測及實際檢測，發(fā)現幾個重要原因導致腐蝕：（1）形成嚴重腐蝕的原因之一是pH數值；（2）影響同一區(qū)塊腐蝕的主要原因是流速；（3）二氧化碳含量也是影響同一區(qū)塊腐蝕的主要原因，氯離子不可忽視。

2 腐蝕控制的措施

目前用于控制管道腐蝕的措施可以概括為以下幾個方面，材質、緩蝕劑和電化學保護。

2.1 管道材質的正確選材

針對氣田腐蝕特點，開展耐腐管材研究。選擇20#鋼、滲氮、410S、410、430、316L等材質在生產現場進行掛片腐蝕監(jiān)測試驗，試驗井CO2分壓1.2MPa，溫度30℃。根據比較和分析，將多種試驗原件的外表進行腐蝕清理、拋光后發(fā)現無損傷問題。對于普通碳鋼和低合金鋼，腐蝕速率都達到了很高數值，而各種不銹鋼的腐蝕速率則要低得多，其中316L即不銹鋼材質，防止腐蝕的特性優(yōu)良。因此，針對CO2分壓大于0.21MPa的濕氣管道，氣田采用內襯316L材質，目前該材質全部應用于高含碳氣井管道，應用以來未發(fā)生腐蝕情況[1]。

2.2 合理應用緩蝕劑

緩蝕劑根據機理可分為兩種，一種是鈍化劑，還有一種是薄膜劑。由鉻酸鹽為主的鈍化劑，其原理是生成氧化層存在于金屬材質外表，達到防止腐蝕的效力。由胺類為主的薄膜劑，其原理是在腐蝕物質和金屬外表間生成不能穿透的防護層。通過對氣田的研究，選擇6種油溶性緩蝕劑與掛片進行組合開展實驗，其分析結果由掛片的腐蝕程度決定，掛片安裝在氣井井口采氣樹內，隨著氣井生產，掛片逐步被侵蝕，不同時間段取出后，掛片表面無明顯腐蝕，證明腐蝕速度得到有效控制，油性緩蝕劑起到重要作用。目前緩蝕劑在二氧化碳分壓0.21MPa以下，未采用不銹鋼材質的管道中應用，有效減少了腐蝕速度，增加了管道使用年限，降低安全風險[2]。

2.3 電化學保護的應用

氣田集輸管道基本采用金屬管道為主，運行過程中由于深埋在土壤中容易與電解質溶液接觸，存在電極反應，組成腐蝕原電池。陰極保護有兩種形式，包括外加強制電流和犧牲陽極，現在氣田管道使用的防護方法是兩種方式相結合。它的優(yōu)點之一是增加管道的使用年限，同時還能確保管道的輸送能力[3]。

通過研究集氣站的恒電位儀，由于參比電極受周圍土壤干濕程度、溫度、季節(jié)等多方面影響，因此恒電位儀數值常有波動現象，我們通過3個因素進行分析。

（1）土壤干濕程度

伴隨土壤電阻率的提高，電位值同時提高。其中土壤的電阻率ρ，它的數值高低是由含水量和土壤導電離子濃度決定，從電阻率公式ρ=￡（1/A）￡（1/B）可知，它的決定因素包括A即土壤中的導電粒子濃度，B即土壤的單位體積，所以土地如果含水多，潮濕度大，導電特性就越強，電阻率就越低，電位值就越低；

（2）溫度

通過觀察不同溫度下集氣站恒電位儀數值，可發(fā)現氣溫超過30℃時，電位數值都有向負偏移的趨勢。分析原因為隨著溫度升高，電位值也隨著減小；

（3）季節(jié)

通過對不同季節(jié)集氣站恒電位儀數值變化，可發(fā)現北方地區(qū)春季融雪時間段及南方多雨季節(jié)，電位值隨著含水量增加而減小；夏季高溫階段，數值也常有減小趨勢；冬季數值更加穩(wěn)定。

3 結語

（1）在濕氣管道，同時二氧化碳分壓在腐蝕界定以上的情形時，不銹鋼材質腐蝕速率極低，考慮材質的耐蝕性能、管道風險等級、建設投資等因素，適宜使用外壁碳鋼，內壁不銹鋼的管道材質；

（2）天然氣管道介質達到中等腐蝕強度，如果未采用耐蝕材質，應周期性加注緩蝕劑，降低管道腐蝕速率；

（3）在春季的冰雪融化和夏季的高溫多雨期間，要加密管道巡檢，發(fā)現恒電位儀電位值超出額定范圍，立即進行控制調節(jié)使其達到保護數值。