油田輸油管道建設(shè)防腐施工措施

楊 陽(yáng)

（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠(chǎng)監(jiān)督管理中心，黑龍江 大慶 163511）

1 管道防腐的重要性

石油運(yùn)輸主要依靠埋地管道，這類(lèi)管道的材料一般為低合金鋼，管道腐蝕的問(wèn)題在采油、儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)都十分突出，各種因素影響下所造成的管道腐蝕不僅會(huì)威脅到石油輸送的安全性和可靠性，還關(guān)系到石油開(kāi)采的成本控制和社會(huì)效益，因此在油田輸油管道建設(shè)中做好防腐施工至關(guān)重要。

2 管道腐蝕影響因素

2.1 石油管道客觀存在的腐蝕環(huán)境

石油管道腐蝕環(huán)境分為外腐蝕環(huán)境和內(nèi)腐蝕環(huán)境，外腐蝕環(huán)境是指管道所穿越的不同外部環(huán)境，例如土壤、湖泊以及河流等，外部環(huán)境的溫度、雜散電流、含水量等都會(huì)給輸油管道帶來(lái)輕重不一的腐蝕問(wèn)題，即使是在干旱的沙漠地區(qū)管道穿越含水量較低的土壤也同樣很容易受到腐蝕，因?yàn)樯衬寥篮}量高且透氣性好，一旦出現(xiàn)少量降雨都能夠在短時(shí)間內(nèi)腐蝕管道，此外埋在地下的輸油管道還會(huì)與土壤里的一些特殊電解質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，導(dǎo)致管道腐蝕。

內(nèi)腐蝕環(huán)境則是指管道內(nèi)部所輸送的石油造成的腐蝕，石油開(kāi)采過(guò)程中原油煉化和礦化程度的逐漸加強(qiáng)造成懸浮顆粒和細(xì)菌含量也逐漸變多，這些顆粒物和細(xì)菌由于原油里的二氧化碳與水結(jié)合，最終導(dǎo)致管道內(nèi)部產(chǎn)生酸性溶液，造成管道腐蝕。

2.2 管道施工現(xiàn)場(chǎng)的人為因素

管道施工現(xiàn)場(chǎng)的情況不可避免地會(huì)影響到管道防腐能力。例如，有的施工現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)不平坦，在開(kāi)展管道建設(shè)時(shí)很容易造成管道擦碰，導(dǎo)致管道防腐性能降低。此外，施工現(xiàn)場(chǎng)操作人員的技術(shù)水平也會(huì)影響到管道防腐質(zhì)量，一些施工技術(shù)人員操作不嚴(yán)謹(jǐn)不規(guī)范，沒(méi)有及時(shí)落實(shí)防腐措施，導(dǎo)致防腐技術(shù)的應(yīng)用效果大打折扣，給管道后期腐蝕問(wèn)題的發(fā)生埋下了隱患。

3 油田輸油管道建設(shè)防腐施工措施

3.1 使用防腐涂層

防腐涂層作為管道內(nèi)部的穩(wěn)定保護(hù)層，能夠?qū)⒐艿纼?nèi)部的金屬與外界運(yùn)輸物質(zhì)隔離開(kāi)來(lái)，減少二者之間的化學(xué)反應(yīng)，極大地降低腐蝕程度。根據(jù)管道結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不同，施工人員應(yīng)該有針對(duì)性地選擇不同的防腐材料。

例如環(huán)氧粉末涂層，這類(lèi)防腐材料為熱固體粉末狀，對(duì)溫度條件要求低，同時(shí)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和耐酸堿性，因此是當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用最廣的防腐材料之一，但是環(huán)氧粉末涂層不適用于水位較高和沼澤、巖石區(qū)域的石油管道。三層PE防腐層也是實(shí)際管道建設(shè)中常用的防腐技術(shù)之一，三層PE防腐層分別是最底層的熔接環(huán)氧膜，中層為膠黏劑，而最外層為擠塑聚乙烯，該類(lèi)型防腐涂層通常用于碎石土壤環(huán)境下的管道建設(shè)[1]。

使用防腐涂層之外還可以通過(guò)石油管道添加劑來(lái)增強(qiáng)管道防腐質(zhì)量，進(jìn)一步降低管道內(nèi)部腐蝕發(fā)生的可能性。通常情況下，需要在管道安裝環(huán)節(jié)就使用緩蝕劑，緩蝕劑的使用具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益，可以用較小的劑量達(dá)到較好的防腐效果，但需要注意的是緩蝕劑不適用于所有的管道材料，因此在使用時(shí)需要根據(jù)管道類(lèi)型來(lái)判斷是否適用，比如，如果管道材料為金屬，則需要多種緩蝕劑材料配合使用，如果僅使用一種緩蝕劑難以達(dá)到防腐蝕效果反而還可能造成管道損害。

3.2 定期檢查管道易腐蝕位置

技術(shù)人員需要根據(jù)項(xiàng)目要求和行業(yè)規(guī)范對(duì)輸油管道進(jìn)行定期檢查，尤其是彎頭、穿跨越部分、轉(zhuǎn)角等易腐蝕區(qū)域，如果發(fā)現(xiàn)腐蝕區(qū)域，需要及時(shí)補(bǔ)焊再加固，并進(jìn)行新的防腐施工。此外針對(duì)管道的易腐蝕區(qū)域，在管道安裝施工環(huán)節(jié)就需要進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)，尤其是彎道部位作為輸油管道的核心部位，在防腐施工中可以通過(guò)噴鈾來(lái)加強(qiáng)防腐效果。在輸油管道投入使用后，還應(yīng)該安排施工人員定期對(duì)易腐蝕位置展開(kāi)監(jiān)測(cè)檢查，如果發(fā)現(xiàn)有腐蝕問(wèn)題出現(xiàn)要及時(shí)處理。一些穿越特殊環(huán)境的輸油管道，施工人員可以根據(jù)實(shí)際情況劃分重點(diǎn)監(jiān)測(cè)部位，靈活、有效地、具有針對(duì)性地開(kāi)展輸油管道防腐工作。

3.3 做好管道內(nèi)部防腐工作

電化學(xué)腐蝕是現(xiàn)階段最常見(jiàn)的管道腐蝕類(lèi)型，面對(duì)這類(lèi)型腐蝕目前最有效的手段是陰極保護(hù)法，具體實(shí)踐中又可以具體分為強(qiáng)制電流保護(hù)法和犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，前者是利用待保護(hù)金屬和外接電源相連后產(chǎn)生的連接反應(yīng)來(lái)降低金屬陰極反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到提高防腐能力的目的，后者則是將金屬與更具活性的金屬相連使得外接金屬作為陽(yáng)極來(lái)承擔(dān)起腐蝕作用，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)陰極的防腐。兩種方法的使用條件和防護(hù)能力都存在較大差異，施工技術(shù)人員可以結(jié)合管道實(shí)際情況選擇合適的方法。

3.4 利用防腐監(jiān)測(cè)技術(shù)做好管線(xiàn)的防腐檢測(cè)

3.4.1 腐蝕檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)

地面管道常見(jiàn)的腐蝕為點(diǎn)蝕和孔蝕兩種，腐蝕狀況、使用的檢測(cè)儀器和檢測(cè)手段等都會(huì)影響到最終的檢測(cè)結(jié)果，在判斷腐蝕程度時(shí)主要依靠腐蝕速率、腐蝕穿孔頻法這兩項(xiàng)指標(biāo)。在腐蝕檢測(cè)評(píng)價(jià)中，可以?xún)x器檢測(cè)和人工目測(cè)相結(jié)合，但不能只依靠目測(cè)，目測(cè)難以系統(tǒng)性、精細(xì)化地反應(yīng)腐蝕狀況。

3.4.2 防腐層質(zhì)量檢測(cè)

在防腐施工之后必須要進(jìn)行防腐層質(zhì)量檢測(cè)，在選取檢測(cè)點(diǎn)之后開(kāi)展梯度值檢測(cè)，結(jié)合梯度值的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)估防腐層的狀態(tài)，是否存在破損，如果檢測(cè)出的梯度值在40～60db之間，則說(shuō)明防腐層無(wú)明顯異常，如果超過(guò)60dm則表示存在嚴(yán)重的破損情況[2]。

3.4.3 管體腐蝕檢測(cè)

針對(duì)管體腐蝕檢測(cè)應(yīng)該將管體壁厚作為主要參數(shù)，通過(guò)超聲波測(cè)厚儀開(kāi)展檢測(cè)操作，獲取壁厚數(shù)據(jù)。但是超聲導(dǎo)波在使用時(shí)存在無(wú)法精準(zhǔn)測(cè)定異常信號(hào)點(diǎn)數(shù)值的不足，這時(shí)可以基于一些導(dǎo)波異常信號(hào)位置展開(kāi)壁厚檢測(cè)，為判斷真實(shí)的腐蝕狀況提供更多依據(jù)。

3.4.4 管道腐蝕環(huán)境檢測(cè)

管道腐蝕環(huán)境檢測(cè)是對(duì)管道外腐蝕環(huán)境展開(kāi)檢測(cè)，主要檢測(cè)對(duì)象是管道所穿越的土壤環(huán)境，一般使用接地電阻測(cè)試儀以及腐蝕速率檢測(cè)儀這兩種設(shè)備，結(jié)合儀器獲取到的電阻率和腐蝕速率這兩項(xiàng)參數(shù)來(lái)評(píng)估土壤腐蝕性。例如當(dāng)腐蝕速率指標(biāo)小于1級(jí)，則表示該區(qū)域的土壤環(huán)境腐蝕性較低[3]。

3.4.5 檢測(cè)結(jié)果分析

在實(shí)際的輸油管道防腐檢測(cè)中，針對(duì)外防腐層一般采用多頻管中電流法，根據(jù)當(dāng)前管體腐蝕技術(shù)的應(yīng)用水平，在做檢測(cè)評(píng)價(jià)時(shí)則主要對(duì)壁厚進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，多種檢測(cè)技術(shù)配合之下實(shí)際應(yīng)用中對(duì)輸油管道腐蝕狀況檢測(cè)率幾乎可以達(dá)到百分之百。

獲取結(jié)果之后還應(yīng)該根據(jù)檢測(cè)結(jié)論開(kāi)展進(jìn)一步的防腐施工，例如部分管道的檢測(cè)結(jié)果表明雜散電流嚴(yán)重，后期則可以開(kāi)展加增排流裝置的施工。如果檢測(cè)結(jié)果表明管道腐蝕嚴(yán)重，一方面需要添加緩蝕劑；另一方面還需要及時(shí)更換腐蝕部分。從檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用到檢測(cè)結(jié)果的評(píng)估，再到檢測(cè)后有針對(duì)性的防腐施工，需要形成完整的檢測(cè)鏈路，讓防腐檢測(cè)更積極地發(fā)揮其在管道防腐中的作用，全方位地做好防腐施工，最大程度地保證管道的安全性和使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

輸油管道是整個(gè)石油運(yùn)輸存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心，提高輸油管道的安全性和穩(wěn)定性直接影響著油田運(yùn)輸存儲(chǔ)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，一旦輸油管道出現(xiàn)問(wèn)題不僅會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能會(huì)帶來(lái)人員傷亡，而腐蝕問(wèn)題是輸油管道面臨的最大威脅，因此在油田輸油管道建設(shè)中必須要重視防腐施工，提高管道防腐意識(shí)，在結(jié)合實(shí)際情況分析管道腐蝕原因的同時(shí)，還應(yīng)該引入更先進(jìn)的防腐技術(shù)，做好防腐效果檢測(cè)，多維度地提高防腐施工質(zhì)量。