长输石油管道阴极保护技术研究

长输石油管道阴极保护技术研究

武 琪

国家管网集团北方管道有限责任公司西安输油气分公司 陕西省西安市 710000

摘要：当前在油田地面工程运行中，不仅管道工程长期裸露，还很容易受到外界环境影响出现渗漏等问题，严重影响石油地面工程的运行效果，也会导致原油运输稳定性受到阻碍。要高度重视油田地面工程的防腐蚀施工技术管理措施，增强防腐蚀的施工效果。采取科学有效的手段，尽量延长管道整体使用寿命。

关键词：长输石油管道；阴极保护技术

引言

由于施工、自然条件等因素的作用，石油天然气管道很容易出现腐蚀问题，为此必须做好防腐工作，加强对管道的防护。本文就讨论如何进行石油天然气管道的腐蚀防护，分析导致腐蚀问题的原因，讨论防腐技术类型和管理措施。

1长输石油管道腐蚀原因

1.1自然因素

由于石油本身就具有较强的腐蚀性，而在长时间运输的过程中，会与石油管道表面发生化学反应，进一步导致管道腐蚀，当前我国油田正处于高含水开发阶段，油气中腐蚀物含量显著增加。部分企业往往通过复合驱油或者聚合物驱油等多种方式提高油田采收效率，但与此同时也会造成石油质量受到污染，产生较强的腐蚀性，必然会增加石油管道腐蚀程度。

1.2管理问题

由于石油天然气管道始终会受到内部因素和外部因素的作用，所以对管道的管理是避免和控制管道出现腐蚀的重要原因。但是一些单位可能对管理工作重视程度比较低，比如并没有严格控制管道的铺设工艺，或者对管道铺设后的管理和维护重视不足，就会导致管道出现比较严重的腐蚀问题。还有一些单位为降低管道的建设成本，选择相对廉价的材料，而且施工程序不规范，也会给管道带来隐患。

2长输石油管道阴极保护技术研究

2.1涂层防腐技术

对于油田注水管道的防腐工作，一般直接在管道内壁和表面涂抹一层防腐材料，能够有效防范细菌对管道产生的氧化作用。在选择材料的过程中，需要了解石油管道的特性，确保选择的材料具有一定的湿态附着力，能够有效避免后期的管道使用过程中出现渗漏问题；由于管道腐蚀的主要原因是PH值的影响，因此，选用的材料必须具备一定的抗酸性和耐碱性；由于石油管道会接触水，必须选用透水性好的材料，能够阻碍一定的氧气和具有较高的过滤性，如：醇酸、改性胺等。

2,3质量保障措施

质量保障措施主要有：依据设计图纸及施工方案对施工机组进行技术质量交底，交底记录双方签字确认；现场依据交底记录进行测量放线、定桩；管道焊接参数应符合焊接工艺规程，由持有合格焊工证的焊工施焊，单道焊口应该在24h内完成焊接作业；所有从主管道分出的供气支线的焊口，应在焊接完成24h后进行RT检测；NDT合格后进行现场补口补伤。

2.4镀层防腐技术

在注水管道表面覆上一层液态或者粉态性质的金属，能够具有一定的耐磨蚀性质，在表面形成一层保护膜，最常用的材料为阳极或者阴极两类，能够使镀层始终处于平衡的状态，并且建设成本较低。但是，这种方式受到环境温度影响的概率较大，很容易引发其他问题。在石油管道的防腐工作过程中，一般采用三元牺牲阳极镀层的方式，在管道和镀层间形成一定的电极差别，一旦金属管道受到腐蚀，镀层就会发生相应的反应，能够起到一定的保护作用。

2.5外涂层技术

外涂层技术是最传统的防腐技术，其原理在于在管道外部涂抹防腐层，使管道本身和外部环境隔绝，利用涂层的耐腐蚀优势，提升管道的耐腐蚀性[2]。目前石油天然气管道正进入沼泽、冻土、海洋等不同环境中，因此管道的防腐层需要能抵御环境的作用，以及具备良好的工艺条件，满足石油天然气管道建设的要求。三层PE防腐层。三层PE防腐层在机械强度要求比较苛刻的环境中具备较好的防腐效果，因此一般在碎石土壤区使用。三层PE防腐层由内到外结构为环氧粉末、粘接剂中间层和聚烯烃外保护层，涂敷工艺为先使用静电进行环氧粉末的喷涂工作，在环氧粉末胶化时间内对其外部涂抹融化胶粘剂，利用化学键作用使二者结合，然后继续在外部涂抹融化的聚烯烃。使用三层PE防腐层可以满足防水要求，而且十分耐磨，由于其具有一定的弹性，所以能抵抗周围环境带来的物理冲击，可以防止物理因素影响所导致的破坏，并且外表光滑，可以降低对周围环境的污染。

2.6石油管道防腐蚀应对方案

要想有效提高石油管道的防止腐蚀性能，最重要的就是积极设计科学的防腐方案，并且对石油管道加以改进。石油管材出现腐蚀问题时，要对管道的材质进行检查，如果发现管道抗腐蚀性能无法达到预期，则需要重点考虑稳定性强、活泼性差的防腐蚀材料。玻璃钢材管道材料轻便，而且不容易产生凝结污垢，具有较强的耐用性，但整个管材的强度非常差，很容易出现破损问题。

2.7完善防腐施工设计方案

只有高度重视主要的防腐蚀性质，才能够确保防腐蚀工程，针对性处理其中低压污水管线和注水管线，大多数都采用钢架结构或玻璃管，很容易引发管道内腐蚀，所以要尽量改进。管线的材质在符合标准的前提条件下选用非金属管线。如果管线运输中的介质含有大量的硫化氢和氯离子，可以选用镍基合金复合管。要想有效减少局部残留造成的腐蚀问题，所以在管道焊接的过程中，需要尽量确保焊条与母材匹配，有效降低电偶腐蚀的问题。在管道腐蚀材料选择中要尽量确保材质与当地的气候条件和场地环境相适应，提高防腐蚀材料的整体性，能有效减少防腐蚀管材出现质量问题。

2.7加强环境腐蚀检测

在埋设方法不同、土壤性质不同的情况下，管道受到的腐蚀作用会存在明显不同，由于石油天然气管道的跨度比较大，管线会同时接触多种性质不同的土壤，由于不同类型的物理性质和化学性质，会导致管道的腐蚀问题增加，所以在加强管道防腐工作的同时，也要加强对环境的检测，了解不同环境对管道的作用和产生腐蚀的原因，从而制定针对性防腐设计方案。很多埋地管道腐蚀问题都来自电化学作用，由于土壤中含有丰富的电解质，所以会形成管道的导通回路，容易产生比较严重的电化学腐蚀。在开展检测工作时，应该根据土壤腐蚀性进行管道内部腐蚀情况的评估，掌握不同材质受到管道土壤腐蚀的规律，以及通过分析管道中的杂散电流研究管道的腐蚀状况，并进一步推测管道的寿命。对外防腐层的不开挖检测工作，可以根据石油管道外部防腐层的破坏程度开展监测工作，利用电流评估外防腐层的衰减，分析其剥落情况，最后完成分析和评估工作^[1]。

2.8优化管道设计

注水管道的使用频率较高，进一步加快了管道出现腐蚀的问题。为了解决管道的腐蚀问题，需要对注水泵进行改造，尽量降低泵体的出口压力；并对管道的设计进行优化，加大管道在安全性方面的考虑，合理布局，避免出现混用的情况。加强对管道防腐技术的优化，安排专业的人员监测日常的防腐工作，适当改造管道，避免注水系统出现超压的情况，提升注水系统的污水防腐性能，减少出现穿孔、渗漏等情况^[2]

结束语

TEG是一种半导体温差发电器，利用温差产生电能，具有无运动部件、稳定性高、绿色无污染等优点，采用TEG设备对长输管道进行阴极保护，具有对生态环境无破坏、安全系数高、施工成本低等特点。结合孟加拉茹普莎800MW电厂管道工程项目，首先简要介绍了TEG阴极保护工艺的特点、适用范围和TEG的工作原理；而后详细介绍了TEG阴极保护施工工艺流程及要点、施工质量保证措施、安全及文明施工措施、施工环保措施等；最后较为详尽地分析了采用TEG进行阴极保护的建设效益^[3]。

参考文献：

[1]史红薇,孙艳新.油田注水管道的腐蚀与防护对策[J].化学工程与装备,2021(11):61+66.DOI:10.19566/j.cnki.cn35-1285/tq.2021.11.025.

[2]李德刚.石油天然气管道的腐蚀与防护研究[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(21):20-21.

[3]赵伟.浅析油田输油管道建设防腐施工措施[J].全面腐蚀控制,2021,35(10):120-121.DOI:10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2021.10.120.02.