兴瓦油田压力管道腐蚀现状分析及防腐措施
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油田注水管道的腐蚀因素及防腐措施油田注水管道是石油开采中不可或缺的重要设备,它起着输送和注入水的重要作用。
管道在运行过程中容易受到腐蚀的影响,严重影响了管道的使用寿命和安全性。
必须采取一系列的防腐措施来保护油田注水管道。
本文将探讨油田注水管道腐蚀的因素以及防腐措施。
一、腐蚀因素1. 环境因素油田注水管道常常处于恶劣的环境中,如高温、高压、高含盐度、高酸碱度的油田环境,这些因素都会加速管道的腐蚀。
尤其是在盐酸、硫酸等强腐蚀性介质的作用下,管道的腐蚀速度会更加迅速。
2. 化学因素油田注水管道长期接触含有硫化氢、碳酸氢根离子等化学物质的水质,会引起腐蚀。
管道在输送过程中也会受到油品、油气等化学品的腐蚀作用。
3. 电化学腐蚀导电介质的存在或形成的电化学电池会导致管道的局部腐蚀,尤其在地下管道中,地下水、土壤等介质的存在会加速电化学腐蚀的发生。
4. 动力因素管道运行中受到的振动、压力变化等动力因素也是导致管道腐蚀的原因之一。
这些因素会加速管道的表面磨损,形成局部的腐蚀点。
5. 金属自身因素油田注水管道常采用碳素钢、不锈钢等金属材质制成,而这些金属在特定环境条件下会发生自身腐蚀。
碳素钢在高温高压下易发生氢腐蚀。
二、防腐措施1. 选用适当的材质在选择油田注水管道材质时,要考虑管道的使用环境和输送介质的特性,选择具有良好耐蚀性的材质,如不锈钢、镍基合金等。
2. 防腐涂层对于碳素钢管道,喷涂或浸渍防腐涂层是一种有效的防腐措施。
常用的防腐涂层有环氧树脂涂层、聚氨酯涂层等,可以有效隔离管道与外界介质的直接接触,减缓腐蚀速度。
3. 牺牲阳极保护在管道上安装牺牲阳极是一种有效的防腐措施。
牺牲阳极的工作原理是将一种相对活泼的金属置于被保护的金属表面,通过阳极的自身腐蚀来减轻被保护金属的腐蚀。
4. 电化学防腐通过外加电场来改变管道金属表面的电化学腐蚀状况,是一种新型的防腐措施。
这种防腐方法能够有效减少管道的腐蚀,提高管道的使用寿命。
油田注水管道的腐蚀因素及防腐措施油田注水管道的腐蚀是指在石油开采过程中,由于多种因素的作用,导致管道表面物质的变质和结构的破坏。
腐蚀使得管道的使用寿命减少,造成设备维修和更换的成本增加,同时也会对环境造成较大的污染。
为了延长油田注水管道的使用寿命,保证开采过程的顺利进行,需要采取一系列的防腐措施。
油田注水管道的腐蚀主要受到以下几个方面的因素影响:1.介质因素:油田注水管道运输的水质和注入井底的地层水质,包含各种酸性、碱性、含氯离子和硫化物等物质,对管道的腐蚀起着重要作用。
含氯离子和硫化物是腐蚀的主要成分,会与管道材料及周围环境发生化学反应,破坏管道的结构。
2.环境因素:油田注水管道所处的环境条件也会对其腐蚀起到一定的影响,如地下水、土壤、空气中的湿度和温度变化等。
当管道暴露在潮湿的环境中,水分会与管道表面的氧气发生反应,形成氧化物,导致管道腐蚀。
3.电化学因素:油田注水管道中由于金属的电化学反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀。
在注水管道中,由于各种金属之间可能存在电位差,当管道表面存在电解质时,就会形成一个由阴极和阳极组成的电池,管道表面的金属就会发生腐蚀。
1.选择合适的材料:选用耐腐蚀性能好、化学稳定性高的材料,如不锈钢、合金钢等,可以有效地减少管道的腐蚀。
对于特殊的环境条件,可以采用涂层或内衬等措施加强保护。
2.阴极保护:通过在管道表面附加一个电位较负的金属,以阴极保护管道的金属材料,减少腐蚀的发生。
常见的阴极保护方式有牺牲阳极法和外电流法。
3.涂层保护:将防腐涂料或抗腐蚀涂料涂在管道表面,形成一个保护层,隔绝管道与外界的接触,减少腐蚀的发生。
常见的涂层材料有环氧树脂、聚氨酯等。
4.定期检查和维护:对油田注水管道进行定期检查,及时发现和修复管道的损坏和腐蚀现象,延长管道的使用寿命。
做好管道的维护工作,保持管道表面的清洁和干燥,避免潮湿环境的侵蚀。
5.科学管理:制定科学的防腐措施和管理规范,提高管道的使用效率和安全性。
浅析石油管道的防腐现状以及解决对策摘要:石油运输是石油产业中十分重要的一个环节,由于我国地域广阔,石油运输采用的是长管道地下运输,西气东输、中哈管线等工程的建设,石油管道都起到了重大的作用,因此石油管道的防腐工作就显得尤为重要,本文通过我国目前石油管道防腐现状提出几点解决对策。
关键词:石油管道防腐解决对策一、管道腐蚀的原理金属在土壤、海洋和大气环境中的腐蚀。
是指在周围介质的作用下,由于化学变化、电化学变化或物理溶解作用而产生的破坏。
在化学腐蚀中没有电流产生,而是金属表面和其周围介质直接进行化学反应,使金属遭到破坏,而在电化学腐蚀中,有电流产生,从而产生腐蚀。
钢铁的腐蚀是遵循电化学规律发生的一种自然现象,钢铁腐蚀有三个条件:存在一个阳极和一个阴极,并且两者之间存在电势差;阳极和阴极由一个导电回路连接起来;阳极和阴极处于导电的介质中随着电流由阳极流向阴极,金属原子从阳极表面上脱落变成带正电的离子进人电解液中。
所以金属在电解液中存在腐蚀,金属的流失量随着金属材料类型的不同而有所不同。
腐蚀对管道来说,存在着极大的危害,严重影响油气集输的安全运行,其危害主要有以下几种:在会属表面形成腐蚀坑,使管材管壁变薄,管材会在内压作用下鼓包甚至爆管;管材脱碳,使腐蚀部位的金相组织发生了变化,严重时,管壁未减薄就会爆管二、石油管道防腐的现状分析从客观方面来说:目前世界上任何一个国家都不具备十全十美的石油管道防腐的对策。
任何的防腐措施都会存在失效的可能性,所以说,腐蚀是没办法避免的。
我们只能是最大程度的降低腐蚀的速度和范围。
由于我国的石油开采工业相对于其他发达国家来说,起步的要晚。
因此,在开采技术上并不是特别的成熟,对于石油管道的防腐工作更是没有引起足够的重视。
而是将重点放在了如何以最快的速度、最高的质量来提高石油的产量。
这在很大程度上了成为石油管道的加速腐蚀的一大重要因素。
石油管道是由国家进行投资建设的。
即使石油管道腐蚀了,那也是国家的责任。
油田地面管道工程防腐施工措施解析在油田的发展过程中能源运输一直以来都是油田非常重要的一个组成部分,油田地面工程管道的安全运行在很大程度上直接决定了整个油田行业油气资源运输的安全性以及稳定性,因此,要想充分保证油田企业实现安全可靠发展,就必须要进一步强化油田能源的运输安全,而地面管道防腐是整个油气能源运输过程中非常重要的一个环节,而我国目前管道防腐技术不够成熟,因此必须要进一步加强管道防腐技术的研究。
1油田地面工程腐蚀原因分析1.1管道设备外防腐层老化破损。
(1)管道外防腐层选择不合理在实际针对管道外防腐层开展材料选择的时候必须要对管道运行周边环境开展充分考虑,如果不能合理选择防腐材料,导致防腐层在实际使用过程中受到外部环境影响而出现严重的老化以及腐蚀现象。
通常情况下都会选择沥青类管道外防腐层,那是如果管道运行环境存在低洼、积水、植物大量生长的地方则利嗪类管道防腐层不能很好适应,这主要是因为沥青类防腐层如果在长期潮湿的环境下运行就会导致其出现人为破坏,一旦黄夹克防腐层遭到了严重的破坏就很容易出现传递,导致整个破损面积逐渐扩散,失去管道防护作用;(2)施工中存在问题在实际开展管道外防腐施工过程中经常会因人为因素导致管道外防腐层存在缺陷,由此就会引发防腐层失效。
在实际中对防火施工过程中,一些三通、弯头、接头等相关位置防腐层施工比较困难,因此非常容易出现腐蚀情况;如果管线掩埋深度不够,就会导致其在雨水冲刷作用裸露在自然环境中,在风雨侵蚀的作用下就会导致管道防腐层出现严重的老化破裂现象;另外在实际开展管道施工过程中不可防止的会出现管道交叉现象,因此就必须要开展搭接,但是在管道搭接部位经常会因为积压而导致整个管道防腐层遭受严重破坏,而且在整个管线施工过程中一些石头等坚硬的异物也不可防止的会对管道外防护层造成破坏,如此就会严重影响其防护效果[1]。
1.2管道设备内防腐机理。
(1)管道设备内腐蚀化学因素当油田在进入生产开采后期阶段后,井下采出液中会存在大量的聚合物、矿物质、二氧化碳气体、细菌等各种物质。
浅谈油田管道腐蚀及防腐应对措施随着石油工业的迅速发展,埋设在地下的油、气、水管道等日益增多。
地埋管道会因为土壤腐蚀形成管线设备穿孔,从而造成油、气、水的跑、冒、滴、露。
这不仅造成直接经济损失,而且可能引起爆炸、起火、环境污染等,产生巨大的经济损失。
本文对管道腐蚀危害做了简要说明,并结合日常生产中管道腐蚀的情况,对其腐蚀机理做了进一步的阐述。
结合腐蚀机理提出防腐应对措施,并进一步介绍了新型防腐技术,为今后油田管道设备防腐工作提供了一定的工作方向。
标签:腐蚀;腐蚀危害;腐蚀机理;防腐措施一、石油管道腐蚀的危害我们把石油生产过程中原油采出液、伴生气等介质在集输过程中对油井油套管、油站内、回注管网等金属管线、设备、容器等形成的内腐蚀以及由于环境,例如土壤、空气、水分等造成的外腐蚀统称为油气集输系统腐蚀。
油气集输系统腐蚀中的内腐蚀一般占据腐蚀伤害的主要地位。
针对腐蚀研究,在整个生产系统中,不同的位置及生产环节其所发生的的腐蚀也有所不同,并且腐蚀特征及腐蚀影响因素也有所不同。
因此防腐工作是油田生产中的重要措施。
据不完全统计截止目前,我国输油管道在近20年的时间里,共发生大小事故628起,其中包括线上辅助设备故障190 起,其它自然灾害70 起,有368 起属管体本身的事故。
根据近年的调查发现:影响管线寿命和安全性的因素中,腐蚀占36.4%,机械和焊缝损伤占14.4%,操作失误占35.0%,第三方破坏占14.2%.因此,腐蝕是事故的主要原因。
[1]二、管道腐蚀的机理理论(1)土壤腐蚀土壤腐蚀是电化学腐蚀的一种,土壤的组成比较复杂,其多为复杂混合物组成。
并且土壤颗粒中充满了空气、水及各类盐从而使土壤具有电解质的特征,根据土壤腐蚀机理,我们将土壤腐蚀电池大致分为两类:第一种为微电池腐蚀,也就是我们常说的均匀腐蚀。
均匀腐蚀是因为微阳极与微阴极十分接近,这样的距离在腐蚀过程中不依赖土壤的电阻率,只是由微阳极与微阴极决定电极过程。
油田注水管道的腐蚀现状及防腐措施背景在石油开采生产过程中,为了提高采油效率,注入水是必不可少的环节。
油田注水管道的设计、安装、使用过程中,由于长期受到酸性、碱性、高盐度、高温等腐蚀因素的侵袭,极易导致管道的损坏,从而影响油田正常生产。
因此,防腐措施起着至关重要的作用。
腐蚀现状腐蚀类型油田注水管道的腐蚀一般包括以下几种类型:管壁腐蚀管壁腐蚀主要由水中的氧化性物质、盐分、硫化氢等引起,常见于管道内壁的部位。
通常情况下,腐蚀主要发生在两相接触处,如焊接处、弯头处、凸出部位等。
穿孔腐蚀穿孔腐蚀是管道腐蚀中最为严重的一种,它会导致管道的完全断裂或是泄漏。
穿孔腐蚀一般发生在管壁附近,其潜在因素包括:管道材料质量、管道设计不合理、生产和运行中的错误等。
底部腐蚀底部腐蚀是由于水中的沉淀物在管道底部积累,导致底部腐蚀,常见于直管道或是水流缓慢的部位。
底部腐蚀不仅会影响管道强度,也会导致管道内的流量下降。
腐蚀速率腐蚀速率是指管道在不同工作条件下的腐蚀程度。
通常情况下,腐蚀速率的测定方法包括失重法、电化学测量法、微硬度测试法等。
失重法是一种较为简便的测量腐蚀速率的方法,其原理是在管道或是试样被测量前后进行一次称重,根据重量差别来计算腐蚀量。
电化学测量法是根据管道表面腐蚀反应的电流与时间的关系,来测定管道的腐蚀速率及腐蚀类型的方法。
微硬度测试法是采用微硬度计进行测试,其测量难度较大,精度较高。
防腐措施为了降低油田注水管道的腐蚀速率,保护管道的资产安全和延长管道的使用寿命,必须采取适当的防腐措施。
材料选择油田注水管道的材料选择是防腐措施的关键之一,常用的材料包括:碳钢、钢材、不锈钢、合金钢、金属材料等。
在选择材料时,必须考虑到工作环境、管道运行条件、水质等因素,尽可能选用能够抵抗腐蚀的材料。
防腐涂层在管道安装前,可以进行防腐涂层加工,常用的涂层材料包括聚脲、聚氨酯、丙烯酸等。
涂层可以防止腐蚀的发生,提高管道的使用寿命。
电流防腐电流防腐技术是利用电化学原理,在管道表面形成一层保护膜,来防止管道的腐蚀。
油田注水管道的腐蚀因素及防腐措施油田注水管道是油田开发中所必需的管道之一,主要用于向油田注入水以增加地层压力,促进油的提取。
然而,由于管道长期处于恶劣的工作环境中,容易受到腐蚀的影响,从而影响其使用寿命和安全性。
本文将分析油田注水管道的腐蚀因素及防腐措施。
一、腐蚀因素1. 环境因素油田注水管道长期处于潮湿、高温、高压、高盐度、高含油气等恶劣的环境中,容易受到腐蚀的影响。
氧气、海水、酸性潮气等环境因素的存在,也会加速管道的腐蚀速度。
2. 电化学因素电化学腐蚀是指由于环境中存在的电解质的作用下,产生的电荷转移引起金属腐蚀的现象。
在油田注水管道中,当管道与地下金属结构或其他导电体发生电位差时,就会出现电化学腐蚀的现象。
在油田开采过程中,注入的水中含有大量的溶解氧、二氧化碳等化学物质,容易形成酸性环境,从而导致管道腐蚀。
二、防腐措施1. 喷涂防腐层喷涂防腐层是油田注水管道最常用的防腐措施。
在管道表面涂上一层防腐涂料,可以减缓管道受到环境因素的腐蚀速度,延长其使用寿命。
常用的防腐涂料包括环氧涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸酯涂料等。
2. 金属防腐技术金属防腐技术是指在金属表面形成一层保护层,以防止金属受到腐蚀的影响。
常用的金属防腐技术包括镀锌、热浸镀锌、镀铬等。
这些技术可以有效地保护管道不受到环境因素的腐蚀,延长其使用寿命。
3. 材料选择在设计油田注水管道时,应选择能够耐受恶劣环境的材料,如钢材、不锈钢材料等。
对于特殊环境的管道,如深海油田注水管道,应选择能够耐受高压、高盐度、高含油气的特殊材料,以保证管道的使用寿命和安全性。
综上所述,油田注水管道的腐蚀是不可避免的,但可以通过喷涂防腐层、金属防腐技术、材料选择等多种方式来减缓腐蚀的速度,延长其使用寿命。
在设计和使用过程中,应严格遵守相关规定,保证管道的安全运行。
油田注水管道的腐蚀因素及防腐措施
油田注水管道的腐蚀问题对于油田开发和注水作业的安全和长期稳定运行具有很大的影响。
腐蚀的主要原因包括化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等因素。
为了避免腐蚀问题对油田注水管道的影响,需要采取一系列的防腐措施。
化学腐蚀是由管道内介质的成分和性质引起的,主要包括酸性物质、碱性物质和盐类物质。
这些介质的腐蚀作用导致管道内壁的金属材料被腐蚀、破坏。
为了防止化学腐蚀,可以采用选用耐腐蚀材料制造管道,例如不锈钢、塑料等材料。
还可以在管道内壁涂覆一层耐酸碱的保护涂层,以增加管道的抗腐蚀性能。
电化学腐蚀是由于管道金属与介质之间的电位差而引起的。
在油田注水作业中,通常会使用不同电位的金属材料,例如钢管和铜管。
这种不同金属之间的电位差容易导致电化学腐蚀。
为了防止电化学腐蚀,可以采用以下方法:尽量减小金属之间的电位差,例如在接触面涂覆一层电绝缘涂料或垫片;使用金属缓冲层来降低电位差,例如在接触面添加一层金属缓冲层;采用电化学保护方法,例如阴极保护和阳极保护。
物理腐蚀是由于管道内流体的流动状态引起的。
在油田注水作业中,流体的高速流动容易导致管道内壁的磨损和腐蚀。
为了减少物理腐蚀,可以采取以下措施:采用平滑的管道内壁和适当的管道截面形状,以减小流体的流动阻力和速度;使用耐磨损的材料制造管道,例如高硬度的合金钢;定期进行管道的检查和维修,及时修补和更换受损的管道。
油田注水管道的腐蚀因素及防腐措施随着全球能源需求的不断增长,油田注水成为一种常见的油田开采方式。
在油田注水过程中,注水管道的安全和可靠性显得尤为重要。
油田注水管道在长期运行中容易受到腐蚀的影响,导致管道漏损、破裂等安全隐患。
了解油田注水管道的腐蚀因素,并采取相应的防腐措施,对确保油田注水管道的安全运行至关重要。
一、油田注水管道腐蚀因素1. 地下水和土壤成分:地下水和土壤中的盐分、二氧化碳、硫化物等化学物质对注水管道的腐蚀起着重要作用。
地下水中的盐分和二氧化碳会加速金属的腐蚀速度,使得管道的厚度不断减小。
土壤中的硫化物也会加速管道的腐蚀速度,对注水管道的安全性构成严重威胁。
2. 油田注水中的化学物质:油田注水中可能携带有各种化学物质,如硫酸盐、氯化物等。
这些化学物质在接触管道金属时,会引发电化学腐蚀反应,加速管道的腐蚀速度,从而降低管道的承载能力。
3. 流体运输过程中的机械磨损:流体在注水管道中运输的过程中,会对管道内壁造成机械磨损,使得管道金属暴露在外界,增加腐蚀的可能性。
4. 温度和湿度:环境中的温度和湿度对管道的腐蚀速度有着重要的影响。
高温和高湿度环境下,注水管道容易发生腐蚀,缩短了管道的使用寿命。
1. 选择合适的材料:在设计和选择注水管道材料时,应考虑到地下水和土壤中的腐蚀性物质,选择能够抵抗腐蚀的材料。
常见的防腐蚀材料包括不锈钢、镀锌钢、聚乙烯等。
2. 表面处理:对注水管道进行合适的表面处理,如喷涂防腐漆、涂覆防腐膜等,能够有效地阻止化学物质对管道金属的直接接触,延缓管道的腐蚀速度。
3. 阴极保护:采用阴极保护技术,给注水管道表面施加一定的电流,使得管道表面形成一层保护膜,阻止腐蚀性物质对金属的进一步侵蚀。
4. 材料选择和油品成分调整:调整油田注水的成分,减少其中的腐蚀性物质含量,同时选择抗腐蚀性能好的管道材料,能够有效地减缓注水管道的腐蚀速度。
5. 定期维护和检查:对注水管道进行定期的维护和检查是预防腐蚀的有效手段。
浅析油田管道的防腐与保护摘要:本文分析了油田管道的腐蚀原因,并对其提出了具体保护措施,有一定参考价值。
关键词:油田;管道腐蚀;问题;措施引言:能源一直是我国国家安全、社会稳定和经济发展的重要物质基础和战略保障,其油气储运的发展和建设对我国当前以及长远的社会经济发展都有着十分重大的意义和影响。
它直接影响着我国能源的节约与开发,关系着我国能源与经济社会的协调发展、能源发展改革以及国际合作,为社会发展和国民经济建设提供了安全、稳定、长期的能源保障。
随着我国西气东输工程的投产运行和油气市场的逐步开放,油气的相关消费已进入了人们日常的生产生活当中,成为企业和社会关注、投资的热点,同时,油气储运过程中的管道腐蚀问题也越来越受到人们的关注和重视。
1 我国目前油气储运管道的防腐情况近年来,我国在油气储运的管道防腐问题上已取得了一定的成效,具体表现在以下几个方面。
1)油气管道的内部防腐技术应用。
由于天然气中的硫化氢、二氧化碳等腐蚀性的介质容易导致储运管道的内部发生腐蚀现象,严重时甚至会在积水管道处发生开裂等事故,因此,油气人员在储运管道的内部涂制了新型的缓蚀剂,通过建立管道在线监测系统,实现对油气运输过程的全程控制和检测评价,以达到有效控制油气管道的内部腐蚀现象的发生。
2)阴极保护以及防腐层等技术的配套使用。
阴极保护是以干电化学腐蚀为原理,结合涂敷技术的一种电化学防腐保护技术,对油气储运中管道的金属部分有着十分有效的防腐作用和效果。
目前,大多数的油气在储运过程中,其管道的防腐蚀处理是阴极保护同防腐层等技术相互结合、相互配合来共同进行管道的防腐保护的,其效果也较为明显。
3)防腐层技术的应用。
目前,防腐层技术在油气储运管道中应用较为广泛,像煤焦油瓷漆、三层聚乙烯、熔结环氧等防腐涂层技术都得到了飞速的发展。
2 油田集输管道腐蚀的主要原因在石油和天然气的生产过程中,由于油田集输管道是原油输送最主要的装置,因此提高其防腐蚀性能至关重要。
兴瓦油田压力管道腐蚀现状分析及防腐措施
摘要:兴瓦油田地处兴化市垛田镇境内,于2005年11月28日投产,目前管理油井65口,注水井28口,集油干线4341米,其中低架2793米,埋地1548米,管线采用D108×4的无缝钢管,内防采用厚浆型环氧改性聚氨酯涂料防腐,外防用沥青玻璃布防腐。
兴瓦油田到现在依然过去6个年头,目前管线腐蚀穿孔问题凸显,通过在2013年5月份的压力管道检测发现,在弯头和管线交汇点等内防做不到的地方,管壁比原来变薄了许多,说明腐蚀还是比较严重的。
由于特殊的地理位置,管线沿线都是鱼塘河道,一旦出现管线穿孔,后果十分严重,本文通过对管线腐蚀的类型及原理作简单分析,提出合理的防腐措施。
关键词:腐蚀防腐措施
一、腐蚀现状分析
2013年5月队上对全队的压力管道的壁厚进行了监测,检测发现,输油管线壁厚普遍变薄了0.1~0.5mm,经检测的数据可以看出作为投产只有一年半的管线来说,腐蚀是比较严重的。
在监测过程中我们发现管线有的地方外腐蚀也是比较严重的,当把管线的外防腐层破开时,管线表面已有铁锈形成,沥青涂层有剥离现象。
从整体看,腐蚀情况不容乐观,所以我们要未雨绸缪,在加大检测力度同时要采取合理有效的防腐措施,确保集输干线长期安全稳定的运行。
二、腐蚀类型及其原理分析
1.外腐蚀
外腐蚀是由于外防腐层在制作过程中不规范或者在施工过程中因防腐层的破坏而引起的由外及里的微电池腐蚀。
由于兴瓦油田地处水乡,地下水位高,常年雨水不断,空气湿度大,这样在管线外壁常形成水膜,这样金属与管线外壁的水溶液可形成许多的阴极和阳极,构成许多个微电池,这就是微电池腐蚀。
其腐蚀过程中生成的氢氧化亚铁[Fe(OH)2],被水溶液溶解而氧化生成氢氧化铁[Fe (OH)3],又进一步氧化成红色铁锈[Fe2O3·3H2O]。
这种腐蚀由管线下表面开始,然后逐渐向里渗透、扩张,从而形成氧化层鼓起并分层。
随着腐蚀的不断加深和扩展,防腐层也将会逐渐成片脱落,进而形成管线大面积锈蚀区域。
2.内腐蚀
不含水原油的腐蚀速度是很小的,当产出液中有游离水伴生时,其腐蚀速率显著加快且大多以电化学腐蚀形式出现。
影响原油腐蚀速率的因素有氯离子浓度、侵蚀性二氧化碳、硫化氢、氧气、细菌、温度、压力和流速等。
不同油区的原油的物性及其成分有很大差别,腐蚀机理也不尽相同。
内腐蚀主要是由原油的物性及其所含成分决定的。
目前集输干线内腐蚀的主要因素是含硫,其中二氧化硫腐蚀、H2S-H2O型腐蚀、吸氧腐蚀、二氧化碳腐蚀和细菌腐蚀是其中的主要几种腐蚀类型。
随着油田不断开发,原油含水率在不断上升,电化学腐蚀渐渐成为管线腐蚀的主要的腐蚀类型。
以下就油井的油品性质,针对以上几种腐蚀类型,对其腐蚀机理作简要分析。
2.1 水的矿化度对腐蚀的影响
水中的矿化度高,导电能力强,促进腐蚀过程中的电化学反应;同时,总矿化度中CL-含量很高,其含量超过总矿化度的50%,加剧腐蚀。
氯离子腐蚀严重主要是由于在腐蚀的初级阶段,在阳极区内,电流携带的CL-浓度增加,形成大量的微电极,从而导致一般腐蚀坑蚀的蔓延;另一方面由于氯离子半径较小,容易穿透保护膜,使得腐蚀过程加剧,当原油中含氧时,形成Fe3O4Fe(OH)3,这些产物将覆盖在空隙和麻点上,水解将在空隙和麻点中发生,由于水能导致在缝隙和麻点内局部酸化,形成盐酸,盐酸具有很强的腐蚀性,所以高矿化度的盐水能产生分布相对均匀的点坑蚀。
在有污垢和其它腐蚀介质存在时,CL-也会造成比较严重的局部腐蚀,甚至使管线报废。
2.2 H2S-H2O型腐蚀
硫化氢(H2S)在没有液态水时(气相状态)对管线腐蚀很轻,或基本无腐蚀,但在遇水时,极易水解,在水中发生电离:
H2S→H++HS-
HS-→H++S2-
含硫原油中的硫化氢对管线内壁腐蚀相当严重,也是管线内壁腐蚀的重要原因。
它所引起的腐蚀反应式为:
2Fe+2H2S +O2→2FeS+2H2O
4Fe+6H2S+3O2→2Fe2S3+6H2O
H2S+2O2→H2SO4
硫化氢不仅造成化学腐蚀,而且由于腐蚀产物H2SO4的存在,还可能进而造成电化学腐蚀。
2.3二氧化硫腐蚀
随着油田不断开发,含水率不断上升,集输干线内含硫物也长期存在,管线内水中的二氧化硫对钢管可发生酸的再循环反应。
首先由二氧化硫(SO2)、氧
气(O2)、铁反应生成硫酸亚铁(FeSO4),然后硫酸亚铁水解成氧化物和游离酸,游离酸又加速了铁的腐蚀,生成新的硫酸亚铁,硫酸亚铁再水解,如此反复循环加速了对管线的腐蚀。
其腐蚀过程为:
Fe+SO2+O2→FeSO4
2FeSO4+3H2O→Fe2O3+4H++2SO42-+H2
Fe+SO42-+2H+→FeSO4+ H2
2.4吸氧腐蚀
在原油的采出的过程中常伴随着游离水的采出,游离水中还溶解有氧气,水中分子氧的腐蚀作用是通过阴极上耗氧反应进行的,其电极反应如下:
在中性溶液中:O2+2H++4e→2OH-
在碱性溶液中:O2+2H2O+4e→4OH-
在酸性溶液中:O2+4 H++4e→2H2O
原油管线中水溶液应属于酸性溶液。
在阴极上进行的耗氧反应,将促使底部钢管不断离解成离子而溶解,从而发生腐蚀。
2.5细菌腐蚀
细菌腐蚀在管线的内腐蚀中也是一种重要的腐蚀类型,可对管线产生腐蚀作用的细菌有硫代硫酸、氧化细菌、铁细菌、硝酸盐还原菌、硫酸盐还原菌。
其中主要是硫酸盐还原菌(SRB)的腐蚀。
在有氢原子存在的条件下,硫酸盐还原菌在新陈代谢过程中,能将硫酸盐还原成硫化物:
SO42-+8H+→S2-+4H2O
管线底部水溶液中氢原子不断被硫酸盐还原菌代谢反应所消耗的结果,造成管线底部钢管内表面电化学腐蚀过程中的阳极反应不断进行下去:
Fe→Fe2++2e
Fe2++S2-→FeS (黑色铁锈)
这就加速了管线底部钢管内表面阳极离子化反应,进而加速了管线内表面的腐蚀过程。
三、防腐措施及对策
随着油田的不断开发,原油含水率的上升,腐蚀也越来越严重,下面就如何提高输油管线的使用寿命,保证输油管线安全运行提几点建议:
1.针对外腐蚀要从源头上杜绝外腐蚀条件的产生,在管线外防腐层的制作过程中严把质量关,在刷防锈底漆前除锈一定要彻底,达到规定要求的等级。
再有就是在施工过程中加强施工管理,杜绝外防腐层在施工过程中因人为因素而破坏,减慢管线由外及里的微电池腐蚀。
2.基层采油队要加强输油管线的维护,在发现管线外防腐层有损坏时,及时对外防腐层进行修复。
3.向输送介质(原油)中加缓蚀阻垢剂和杀菌剂,以抑制管线的内腐蚀。
药剂的选用以缓蚀杀菌为主,兼顾阻垢。
药剂的选用以经济高效的原则,通过参考其他油区的加药经验和请教相关技术人员,选用FA-505型缓蚀阻垢剂和LC-4型杀菌剂。
4.加强输油管线腐蚀的监测与控制,定期对管线外壁进行检查和测厚。
参考文献
[1]《抽油井防腐技术的研究应用》徐光林2003.12.10试采一厂注采工艺所.
[2]《原油管线腐蚀原因分析》王永忠2003.4.12金陵石化有限公司炼油厂.
[3]H.H.尤里克,R.W.瑞维亚著翁永基译.腐蚀与腐蚀控制[M].石油工业出版社,1994.。