石油天然气管道腐蚀与防护技术分析论文_张喆,程文广,王磊

石油天然气管道腐蚀与防护技术分析论文_张喆,程文广,王磊

中俄东线天然气管道工程项目部 河北省 065000

摘要:石油天然气管道也被成为油气管道,是当前我国国家在公共安全环节中重要的组成部分,其也是我国八种特种设备中的重要产品之一,为广大国民生活提供生活保障和基础的重要环节。在当前社会发展的背景下,人们生活的标准与质量都得到了显著的提升,特别是现代化趋势的完善,使得广大群众对于油气管道的安全性也有了更高的要求,其中最为严峻的问题就是管道的运输。经过不完全统计,当前我国油气管道大约为105km。在近些年我国交通和管道行业的建设与发展,油气管道的建设也逐渐迈向了管道建设的高峰期。所以在此种背景下怎样加强对管道石油天然气腐蚀防护技术的研究也应该是当前我们研究的重点问题。

关键词:石油;天然气管道;腐蚀;防护技术

一、管道石油天然气腐蚀概述

为了获取在地表图层中蕴含的石油或是天然气,需要在具备资源的土地上钻无数油气井,在对油气井进行钻探的过程中应用的油井钢管被统一称作是石油天然气专用管道。这种管道所在的条件十分严峻,所以在相关工作的开展过程中很容易出现石油天然气的腐蚀问题。

钻井钢管在对石油天然气井进行钻探的同时,需要应用质量更加完善优质钢管,井筒中的上班部分需要承受较大拉伸,而井下的部分则需要承受较强的压缩能力,此种情况下,如果不采用优质的钢管,很容易长期在腐蚀性介质的影响下,出现管道断裂问题,容易造成资源的泄露和浪费。在油气井中的钢管,主要的工作就是将数百米甚至数千米的石油天然气进行有效开采。工作人员在这个环节中需要在井内装设表层套管,技术套管以及油管。当前所采用的钢管中,由于采用的都是优质钢管,所以平均寿命都在四十年以上。但是经过实际研究发现,由于大多数油井的环境都比较恶劣,所以在对尤其进行运输的过程中也很容易出现损坏的问题,严重的甚至会对整个油井的安全造成威胁。

二、石油天然气管腐蚀类型

1、电化学腐蚀

电化学腐蚀是金属与外部介质发生电化学作用而对管道产生的破坏,腐蚀过程中有电流产生。电化学腐蚀是腐蚀磨损的一种,腐蚀磨损主要受油气井综合含水率和管杆自身材质的影响。随着生产井综合含水率的升高,油管和抽油杆之间的接触面的润滑性降低,从而加快磨损。抽油杆偏磨处的金属表層被磨去后,使其与腐蚀介质直接接触,也会加剧腐蚀。如果管杆涂层的强度和耐腐蚀性达不到规定的要求,也会引起油管腐蚀,当油杆表层防护层脱落后,裸露出来的金属与周围的电解质溶液相接触,由于电流作用而产生腐蚀。在温度和压力作用下,管杆表面的铁分子被活化为电化学腐蚀的阳极,产出液中的腐蚀介质成为电化学腐蚀的阴极,从而形成小阳极大阴极的电化学腐蚀。偏磨改变了油杆表层防护层的物理状态而引发腐蚀,腐蚀改变了油杆接触面的化学性质,从而加剧接触面的磨损,偏磨和腐蚀的协同作用和交互作用,致使油杆接触面的有效面积减少,随着油管内壁厚度逐渐减小,极易发生抽油杆断裂甚至油管穿孔等故障。电化学腐蚀是管道外壁腐蚀的重要机理,主要包括大气腐蚀、土壤腐蚀、微生物腐蚀和杂散电流腐蚀。

2、化学腐蚀

化学腐蚀一般指油杆露出的金属与各种化学介质的相互作用,主要是氧化还原作用,腐蚀过程中没有电流产生。根据化学介质的不同,化学腐蚀分为气体腐蚀和不导电溶液腐蚀。气体腐蚀是具有氧化作用的干燥气体(O2、Cl2、SO2)与金属直接接触发生化学反应而引起的腐蚀,生成氧化物、硫化物等。在石油、乙醇等不导电的溶液中,油杆露出的金属也会发生腐蚀,主要是硫化物作用的结果。电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀较为常见,反应速度快,危害也较为严重。

三、对石油天然气管道腐蚀及其防护措施分析

为了提高石油天然气输送管道的安全运行效率,降低管道的腐蚀速度,采取必要的技术措施,对金属管道实施防护处理,达到预期的生产效率。

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1、涂层防护技术措施

对金属管道实施外部的涂层技术措施,能够提高金属管道的耐腐蚀特性,通过优选合适的管材,并结合涂层技术措施,提高管线使用的效率,延长管线的服役年限,提高油气输送的效率。

利用煤焦油磁漆进行涂层,吸水率比较低,抗植物根茎的穿透能力强,电绝缘性能好,能够提高金属管道的耐腐蚀性。液体聚氯脂涂层,固化的时间短,有效地防止阴极的剥离,强化对阴极保护系统的作用,提高管道抗腐蚀的性能。各种涂层技术措施的应用,需要按照涂层技术的要求,保质保量地完成涂层的施工,保证金属管道的外部涂层,达到绝缘保护作用,防止各种介质对金属管道的腐蚀。加强对金属管道埋地的设计和施工,降低第三方侵害的几率,在埋藏油气输送管道的位置加注警示标志,防止建筑施工单位挖沟,引起管道的破坏,造成巨大的经济损失。

2、阴极保护技术措施

为了降低金属管道的腐蚀速度,实施阴极保护措施,将被保护的管道作为阴极,将其保护起来,防止金属管道发生腐蚀。具体实施的措施为牺牲阳极的阴极保护措施和外加电流的阴极保护措施。

对不同的管道系统实施不同的阴极保护措施,经过油气输送现场的试验研究,阴极保护技术措施是最有效的防腐措施,在油气输送现场得到广泛应用。优选最佳的作为阳极的材料,如石墨等,对油气输送管道进行有效地保护,防止金属管道发生严重的腐蚀,而发生安全事故,导致人身伤害及财产的损失。

3、缓蚀剂的防护措施

缓蚀剂是减缓金属腐蚀的化学药剂,将其加注到输送的介质中,达到管道防腐的效果。也可以将缓蚀剂和表面活性剂配合使用,减缓金属表面的腐蚀,延长油气输送管道的使用寿命。通过实验研究,优选最佳的缓蚀剂,使其对输送的介质没有伤害,保证输送油气的品质,减缓管道的腐蚀性能,保证管道输送的安全平稳运行。

4、对油气输送管道腐蚀的监测技术措施

由于油气输送管道运行过程中,埋地管道出现问题很难及时发现,因此,采取自动控制系统,实时采集油气输送管道系统的运行参数,发现管道系统的腐蚀现象,采取应急处理措施,提高管道的耐腐蚀性能,延长石油天然气输送管道的使用寿命。

加强对输送管道的巡回检查,通过SCADA系统的应用,进行电子巡检,比人工检查的效率高出很多。对油气输送管道进行腐蚀的检测技术措施,发现强度降低的部位,及时进行应急处理,修补泄漏的部位,保证石油天然气输送管道的密闭,达到安全输送的技术要求。

结束语

综上所述,在当前社会发展的背景下,人们生活的标准与质量都得到了显著的提升,特别是现代化趋势的完善,使得广大群众对于油气管道的安全性也有了更高的要求,其中最为严峻的问题就是管道的运输。当前我国石油天然气在发展过程中一个较为重要的影响因素就是管道的腐蚀,其不仅在很大程度上影响了此项可靠性,同时还大大降低了管道使用寿命。所以,怎样应对当前石油天然气的管道腐蚀问题进行解决,也是当前社会发展中需要着重解决的问题。希望经过本文的研究,相关工作人员对这一问题能引起更大的关注与重视,全面提升防护技术水平。

参考文献

[1]何仁洋,唐鑫,赵雄,等.管道石油天然气腐蚀防护的相关技术研究进展[J].化工设备与管道,2013,50(1):53-55.

[2]俆跃忱,刘同友.管道石油天然气腐蚀防护的相关技术研究进展[J].化工管理,2014,69(33):76-76.

[3]罗一东.管道石油天然气腐蚀防护的相关技术研究进展[J].化工设计通讯,2016,42(7):55-55.

论文作者:张喆,程文广,王磊

论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期

论文发表时间:2018/9/17

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