分析油田集输管道腐蚀控制技术

油田地面管线腐蚀穿孔原因分析与处理方法

摘要：由于我国石油产业的迅速发展，地下油气管道已被越来越多地用于贮存运输。但是，由于长期的服役以及外部环境的腐蚀，导致了地下管道存在着许多问题，在这些情况下，管道的腐蚀、穿孔尤为严重。这些现象不但会给油田的正常开采带来很大的影响，也会给周围的环境带来很大的负面影响。为此，从腐蚀、穿孔等角度，对管道故障产生的原因进行了分析，并提出了切实可行的解决方案。

关键词：油田地面管线；腐蚀穿孔原因分析；处理方法

引言

腐蚀是一种物质由于受到环境的影响而引起的破坏。对于石油工程来说，管线腐蚀是一个由来已久的问题，会影响到其的正常运行，如果对机电安装项目的管理与控制工作不重视，这将导致巨大的资源浪费，带来巨大的经济损失。在油田生产中，如何降低地表管道的穿孔腐蚀是一个十分重要的课题。在实际操作中，为了有效地降低腐蚀时间，必须增强对这一问题成因的认识，并据此制订出相应的预防措施，因此，应加强对引起地下管线腐蚀的主控因素的把握，研究出降低地下管线腐蚀的对策，以提高油田的经济效益。

一、油田地面管线穿孔腐蚀类型

（一）电化学腐蚀

这种腐蚀现象多发生在地面管道中，具有腐蚀性，由此造成的管线腐蚀，在油田开采过程中，会产生大量的废水，每天的废水量很大，占到了油田中的85%，因此，油田废水是管道中共同的组成成分。而且，污水的成分比较复杂，里面包含了很多的化学物质和溶解性气体，此外，还会出现具有强烈腐蚀性的硫化物，从而加剧了输油管线的内部腐蚀问题。

（二）微生物腐蚀

油井中的氯离子含量很高，特别是在靠近海洋的近海油田，使土壤含盐量很高，含盐量很高，主要是氯化物，将会造成地面管道的腐蚀状况。在一些油气田中，管道电阻率很低，在海岸附近的油气田中，每一套电阻率仅为25欧姆，可以看出，相对于一些陆上油田，由于土壤具有极强的腐蚀性，所以这种管道在土壤中会受到更大的腐蚀。

（三）流体冲刷腐蚀

石油管线中的污水具有高流速，且含有从油田开采出来的流体，流体具有盐分难溶性、含大量泥沙等特点，在输送过程中会对管线产生一定的破坏。同时，因为水流速度太快，停留的时间太长，所以会造成管子内壁产生凹凸不平的现象。而泥沙在运动过程中，也会对物质产生一定的影响，从而对物质产生一定的破坏。而因未成形的矿物微粒，有成形微粒，约占二氧化硅的1%。另外，因为管道内的水流速度越来越快，所以会造成更大的磨损，而以一种化学物质的污染为基础，对管道进行内腐蚀，则会使管道内的穿孔现象更加严重。

油气集输管道腐蚀的原因与对策

随着石油和天然气资源的不断开发利用，油气集输管道作为能源运输的重要通道，承载着国民经济的发展重任。管道的腐蚀问题一直是困扰着管道运输行业的难题。管道腐蚀不仅会导致能源泄漏事故，对环境和人类安全造成严重的威胁，也会造成经济和资源的浪费。对管道腐蚀问题进行深入的研究和控制至关重要。本文将主要从油气集输管道腐蚀的原因和对策两个方面进行探讨。

一、腐蚀的原因

1. 外部环境因素

管道腐蚀的原因之一是受到外部环境因素的影响，例如土壤条件、气候等。土壤中的酸性物质、含盐成分等都可能对管道产生腐蚀作用。而气候方面，长期的高温、高湿、强光等也会对管道产生腐蚀影响。管道受到机械摩擦、撞击等外部作用也会导致管道的腐蚀。

2. 内部介质

管道腐蚀的原因之二是受到内部介质的影响。输送的油气介质中可能含有一定的腐蚀性物质，例如硫化氢、氯化物等。这些物质在管道内部长期的作用下，会对管道产生腐蚀作用。输送介质中的杂质、悬浮颗粒物也会对管道产生腐蚀影响。

3. 材料因素

管道腐蚀的原因之三是受到材料因素的影响。管道的材料选择和质量直接关系到管道的抗腐蚀能力。若材料的选择不当、质量不过关，就容易造成管道的腐蚀。金属材料容易受到电化学腐蚀的影响，而非金属材料则容易受到化学侵蚀的影响。

二、腐蚀的对策

1. 选择合适的材料

为了减少管道的腐蚀，首先需要选择抗腐蚀性能好的管道材料。要根据输送介质的特性，选择相应的耐腐蚀材料，如不锈钢、合金钢等。而且，在材料的选择上还要考虑管道的工作环境、工作温度等因素，确保材料的抗腐蚀性能符合使用要求。

2. 表面处理

管道腐蚀的对策之一是对管道表面进行适当的处理。可以采用镀锌、喷涂等方式对管道表面进行防护，形成一层保护膜，防止外部环境的侵蚀。还可采用防腐漆、防腐涂料等防护材料进行表面涂覆，提高管道的抗腐蚀性能。 3. 抗腐蚀涂层

Ｃｈｉｎａ　ＳＣｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　探讨油田地面系统管线腐蚀原因与治理对策　任芳　（中石化胜利油田东辛采油厂维修大队广利联合站２５７０００）　科学论坛　●Ｉ　［摘要］油田开发进入中后期，地面系统的内外腐蚀越来越严重，管道穿孔、油罐破裂事故不断发生，成为制约油田持续发展的主要因素。根据油田开发各　个时期、不同区块、不同生产介质的腐蚀特点，不断研究，开发和应用防腐新技术，新材料和新工艺。　［关键词］油田地面系统腐蚀治理　中图分类号：ＴＢ３７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１４）０６—０３９９—０１　随着油田开发进入中后期，油田经开采开发，采出液综合含水体积分数上　升，油田开发初期配套的集输系统已远不能适应目前的开发需要。调查数据分　析表明，在役管道的腐蚀结垢情况比较严重，穿孔和漏油事故频繁发生，待维护　和更换的工程量逐年增加。油田自开发以来，修复改造了各类腐蚀结垢集输管　道，由于来自不同油井、计量站和联合站的高含水原油中成垢离子含量不同，异　水型水混输后不配伍．造成了严重的管道结垢堵塞。　地面集输系统的内外腐蚀越来越严重，成为制约油田持续发展的主要因　素。地面集输系统基本上是一个高含油污水系统。采出水总矿化度高，一般在　５０００～７００００ｍｇ／Ｌ，易产生水垢的离子多，还有溶解氧、二氧化碳、硫化物等腐　蚀性介质和大量的ＳＲＢ、ＴＧＢ细菌以及泥砂，致使高含水集油管、污水处理及　回注系统管道腐蚀、结垢、磨蚀非常严重，管道平均腐蚀速度为１～１．７ｍｍ／ａ。　例如，某采油厂污水处理站，平均腐蚀速率为０．７６ｍｍ／ａ，点蚀率达到１４ｍｍ／ａ。　１腐蚀结垢机理分析　垢物一般都是具有低溶解度的难溶或微溶盐类，它们具有固定晶格，单质　垢物致密且坚硬　垢物的生成主要决定于盐类是否过饱和以及盐类结晶的生长　过程。目前较为成熟的结垢理论主要有以下三种。两种化学不相容的液体相混，　因为含有不同种类离子或不同质量浓度的离子，就会产生不稳定的且易于沉淀　的物质。如水型为ＮａＨＣ０３的油井与水型为ＣａＣＩ，的油井采出物井下混输后容　易在集输系统产生结垢现象。当集输系统热力学和动力学条件不变时．即使有　不相容的离子，并且为过饱和溶液也会处于稳定的状态。在油水井生产的过程　中，压力下降，温度上升或流速变化，高矿化度水就容易结垢，对钙盐而言恰好　相反。结垢分为析出、长大和沉积三个阶段　垢是晶体结构，管道设备表面是　凹凸不平的毛糙面，垢离子会吸附在壁面，以其为结晶中心，不断长大，成为致　密坚实的垢物。在集输系统中，垢物的形成过程往往是一个混合结晶的过程，原　油中含有大量的水，水中的悬浮粒子可以成为晶种，粗糙的表面或其它杂质粒　子都能强烈地催化其结晶过程，使得溶液在较低的饱和度下会析出结晶。　２地面集输系统的腐蚀状况　随着油田多年开发，大部分管道设备都接近甚至超过金属的疲劳极限，在　较高流速的泥砂冲刷下，在高温、高矿化度污水及硫酸盐还原菌的腐蚀作用下，　加剧了管道的内腐蚀。加上胜利油田地处滨海地区，土壤含盐量高，对金属管道　的外壁腐蚀也很严重。在强腐蚀区新建的钢管道，３～６个月就开始腐蚀穿孔，　１～２年就报废重建。初步统计，油田金属管道因腐蚀造成的年更换率２．５％，造　成巨大的经济损失。油田多年的开发，大部分管道设备都接近甚至超过金属的　疲劳极限，在较高流速的泥砂冲刷下，在高温　高矿化度污水及硫酸盐还原菌的　腐蚀作用下，加剧了管道的内腐蚀。加上胜利油田地处滨海地区，土壤含盐量　高，对金属管道的外壁腐蚀也很严重。　３地面集输系统的腐蚀原因　３．１集输系统中污水含有的Ｈ２Ｓ，Ｃ０２、Ｈ＋、ｃＬ一、溶解氧等腐蚀性物质　产生的电化学腐蚀。　油田目前综合含水已达９０％，日产污水近８０×１０４ｍ３，２万多公里的地面　管线中原油集输、污水、注水管线占８５％。注人水中，含油污水占９０％以上，这样　油田地面生产管线中的主要部分，基本是一个含油污水系统。由于油田采出　水的性质极为复杂，采出污水总矿化度有的达到５．７×１０４　ｍｇＡ，氯离子含量　达到３×１０４　ｒａｇ／１，还有溶解氧，二氧化碳，硫化物等腐蚀性极强的物质和硫酸　盐还原菌，使得污水对管道内壁的腐蚀相当严重　３．２流动流体的力学作用产生的冲刷腐蚀。　在较高的流速下，采出液中包含的泥砂、不溶Ｊｆ生盐等固体颗粒共同作用，对　管道设备产生的磨蚀，管道几何尺寸变化引起的湍流腐蚀等。而且砂的组分　也有了明显变化，由初期粘土矿物变为以砂岩骨架颗粒为主的砂粒，ＳｉＯ２含量　明显提高，据砂样检测报告，目前Ｓｉ０２含量在０．８‰以上。砂磨现象变得越来越　严重，在管道底部有明显的沟槽，在高温、高矿化度污水的腐蚀影响下，加速了　管线的穿孔。　３．３埋地管道与储罐底板由于土壤、微生物、杂散电流等引起的外腐蚀。　油田大部分地区位于渤海湾海滨平原，多为近代黄河冲击海相沉积而成，　属滨海盐渍土壤，土壤含盐以氯化物为主。氯离子含量最高可达５２２５．５ｍｇ／　ｌ，土壤电阻率低，一般都在２０Ｑ．ｍ，地下水位高，一般为１～３米。通过腐蚀试验　站试片埋没测得的腐蚀速度，为大庆地区的８倍，四川的３６倍。按土壤腐蚀性标　准判断，油田属极强腐蚀区。　４腐蚀控制技术在油田的应用　１）钢质管道的外防腐。包覆聚乙烯夹克和硬质聚氨酯泡沫夹克是油田应用　比较成熟的防腐技术。（２）钢质管道容器的内防腐。涂料因其防腐性能优良、施　工简单、应用范围广等特点，近年来一直是油田钢制管道、容器设备内防腐主要　材料。环氧型及聚氨酯型涂料的耐油、耐温、耐含油污水性能较好，目前内防腐　采用的基本上都是环氧类涂料。环氧树脂具有优良的耐碱酸盐、耐水、耐油性性　能，附着力突出，涂层有良好的机械性能。（３）玻璃钢及复合管。玻璃钢质量轻强　度高，具有优异的耐腐蚀性，绝热性好，流体阻力小，运输安装简便，使用寿命　长。目前油田采出水腐蚀较严重的地区、污水站大都采用玻璃钢管。（４）阴极保　护技术。油田先后对长输或较长的输油管线多条实施了阴极保护。目前阴极保　护技术已成为埋地管道和储罐罐底板外壁保护不可缺少的措施。（５）污水处理　及回注系统密闭隔氧、配套投加化学药剂工艺技术。油田以形成了一套适应油　田水质特点的水质稳定处理工艺。通过控制环境与添加水质稳定剂的方法，来　减缓腐蚀、防止结垢、抑制细菌繁殖。控制环境即采用隔氧措施，避免空气中氧　进入采出水处理系统而导致腐蚀加剧，配套投加的稳定剂包括防垢剂、缓蚀剂、　杀菌剂、除氧剂等化学药剂。（６）缓蚀阻垢剂的应用。防垢剂是通过反应加络合　机理和吸附机理产生其防垢作用的。反应加络合机理使缓蚀阻垢剂在水中离解　后产生的阴离子与成垢金属阳离子生成稳定的络合物，其实质是增大盐垢的溶　解量。就目前状况而言，腐蚀和结垢在整个集输系统中普遍存在。对腐蚀和结垢　的控制，要从加剂点、加剂质量浓度、缓蚀阻垢剂类型、加剂方式等各个方面进　行研究和试验，最终确定比较符合实际的工艺。　５地面集输系统腐蚀控制技术发展　经过３ｏ余年发展，现已初步形成了技术系列：污水处理及回注系统密闭隔　氧，配套投加化学药剂技术；钢质管道容器内涂内衬工艺技术；使用非金属耐蚀　材料；钢质管道容器涂层加阴极保护的外防腐技术，防腐保温相结合的绝缘技　术（泡沫夹克管）；站内区域性阴极保护技术；井口多相流除砂、接转站、联合站　除砂洗砂技术。　６结束语　采取大站分水、一站双线流程、异水型水分开输送、非金属管道替代普通钢　管道、集输设备内腐蚀处理、酸洗清垢和化学药剂防垢等综合配套技术措施是　防治集输系统腐蚀结垢的有效方法。通过对集输系统腐蚀结垢的现状调查分析　及采取相应的措施之后，集输系统维护和改造作业频率明显下降，有效地延长　集输系统的使用寿命，提高了油田综合开发效益。　科技博览｛

专业文档供参考，如有帮助请下载。 石油油气管线 腐蚀防腐措施

1、选用耐腐蚀性好的管材

使用抗腐蚀合金管材的防腐蚀效果好，管线寿命长，但合金钢管材的价格高，而油气管线长，覆盖面广，由此一来将大大增加成本，因此耐腐蚀性管材应选择性使用，可在腐蚀环境恶劣的管线区段重点使用。

2、添加缓蚀剂（电火花检测仪）

在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂，能和金属表面发生物理化学作用，形成保护层，从而显著降低金属的腐蚀。添加缓蚀剂不需要改变金属挂件的性质，具有经济、适应性强和效率高等优点。对于油管内表面腐蚀，可在不更换现有管材的情况下使用专用缓蚀剂来控制腐蚀。

3、涂层保护（涂层测厚仪）

通过相应的工艺处理，在金属表面形成抑制腐蚀的覆盖层，可直接将金属与腐蚀介质分离开，从而达到防腐的效果。

大气腐蚀广泛存在油气输送管线中，是一种常见的腐蚀失效形式。科电公司专业生产电火花检漏仪DJ-6系列能够检测耐腐蚀、透气性和渗水性有要求，附着力要求良好。

管道防腐测的快速检测技术，防腐层腐蚀状况尤其是对防腐层破损点的精确定位并及时修补，是管道业主最为关心的问题。有电压法和电源法两个原理。

燃料油管线的腐蚀原因及其防腐对策

一、油气田的腐蚀原因

地下燃料油输送管道所采用的材质大多为A3钢和16MN钢等钢质管道。造成这些地下钢质管道腐蚀的原因主要有以下3种。

电化学腐蚀。钢质管埋人地下之后, 处于土壤、地下水的环境作用之下。土壤具有多孔性,极易吸收地下水, 有时, 即便肉眼看上去是干燥的情况也还会有水以分子状态吸附在土壤的孔隙或表面而地下水中有溶解氧的存在, 当溶解氧与管壁窦属作用时, 铁便由原子态变成离子态, 氧在获取了铁释放出来的电子后, 在水的作用下生成了氢氧根。在地下水及其溶解氧的不断作用下, 铁不断地溶解, 由此造成管壁局部减薄, 发展成为蚀坑, 这种腐蚀过程的不断发生与发展, 最终在管壁上形成一系列不同深度的蚀坑, 导致管道腐蚀漏油事故的发生。