长庆油田分公司第一采油厂陕西延安716000
摘要:时代在发展,经济在进步,石油行业作为国民经济的基础行业,正在不断的发展壮大。中国虽然原油基本上依靠国外进口,但是对于本国石油开发的脚步从来没有停止,为了实现中国石油能源不断的开发,保障石油资源可持续利用,实现石油资源的深入挖掘,帮助我国实现摆脱国外石油进口的尴尬局面。国内的石油资源专家开始不断的深入探索油田集输过程中的问题,其中最为困扰的就是油田集输管道腐蚀的问题,也同时成为石油专业研究的热点。这篇论文就是根据目前产生磨损腐蚀的原因以及腐蚀原理进行探究,然后根据于此提出相应的防腐技术探讨,为帮助中国油田集输管道防腐技术实现突破。
关键词:油田集输管道;腐蚀;防腐技术
在目前为止这个时期,中国油田开发生产过程中集输工艺的管道由于工作环境比较恶劣,运输的原油由于流动摩擦产生的热量,会导致管道出现腐蚀十分严重的现象,并且集输管道是埋在地下,地下各种化学元素的作用,并且持续的原油输送产生的热能,导致温度较高,所以加重腐蚀的速度。原油集输管道目前为止使用的是钢制管,由于目前炼钢企业的效益不好,供给较少,导致管道价格上升,并且更换管道需要耗费大量的人力以及物力,这就导致原油生产成本增加,为了保证油田集输管道腐蚀减缓,需要进行先进的防腐处理,降低集输管道腐蚀带来的费用。
1油田集输管道磨损腐蚀因素及其腐蚀原理
油田集输管道不仅仅会受到土壤之中的化学物质的腐蚀,同时会有与其运输的原油以及原油的流动的速度造成一定的磨损,并且管道使用的物质、管道防腐使用的镀膜、原油的组成以及原油的粘稠度等都会造成油田集输管道腐蚀加快,下面就针对可能会造成管道腐蚀的因素进行分析,并且阐述其腐蚀的原理,为下面的防腐技术奠定基础。
1.1原油流动的速度
若原油在油田集输管道中流动过快,由于流速问题就会加快管道的腐蚀速度,但是可能也会在一定程度上遏制腐蚀的情况,这种情况需要根据实际具体分析。当流速较慢的时候,单位时间内通过集输管道内壁的原油量较少,由于单位原油与内壁产生的摩擦力较小,所以这个时候原油与内壁之间的摩擦作用较小,但是由于当前原油种类多数为高含水,所以原油与内壁之间的化学作用会增强,并且可能会产生各种杂质的沉积,造成内壁的腐蚀。但是提高原油的流动效率,就会出现沉积减少,原油与内壁的化学作用会降低,但是由于单位时间通过的原油量增加,造成原油与内壁摩擦增加,从而导致磨损腐蚀程度增加。这个需要合理控制临界值以及平衡点,保证摩擦阻力与作用程度都较小,否则腐蚀速度会大大增加。
1.2原油流动的形态以及成分
原油的流动形态以及成分,会影响油田集输管道。如果原油是以湍流的形式流动,就会在管道内壁形成剧烈的液体搅动,这种搅动会导致原油与管道内壁接触更加充分并且摩擦作用会越大,随着原油之间的相互作用,这种流动形式会更加剧烈,形成恶性循环,导致腐蚀速度更快。如果原油流动比较平静,正常产生摩擦以及作用,相较于湍流腐蚀速度会减缓很多。并且由于现在不断的开采,石油的种类较多,不同种类的原油产生的腐蚀效应也不同,比如高凝原油含水量较少,腐蚀作用较小,高含水原油含水量较高,腐蚀作用较强。
1.3集输管道使用的材料
集输管道使用的材料是腐蚀速度快慢的重要因素之一,材料的使用与化学元素构成、配比以及纯度都有关系。通常情况下,当金属选用硬度较高时候,他的耐磨损就会高于其他的硬度小的金属,并且有的合金面对不同土壤元素会出现不同的化学反应,这也需要考虑进去,比如:铝虽然容易氧化,但是会在表面形成致密的氧化膜,导致减缓腐蚀氧化。
1.4管道外表面的镀膜
管道目前使用最多的是铸铁管道,因为价格低廉并且耐磨损较高,但是就是其中的锈蚀问题严重,容易与土壤中的空气与水分反应,导致出现腐蚀,所以一般都会选择在外表面镀膜抵抗机械磨损以及化学反应,还可以在一定程度上增加集输管道的管壁使用性能,可以减少使用壁厚的管道。
2油田集输管道防腐技术研究
2.1选择适合的防腐管材并且选择适合的镀膜
选择适合的防腐油田集输管材,首先需要考虑原油的化学成分,其主要就是由酸性腐蚀物质、硫化氢、碳化物等,这其中硫化物由于硫离子的存在,会产生酸对集输管道内壁产生腐蚀作用,所以在选择管道材质时候,需要考虑到这一点,考虑与硫化物反应不剧烈或者不进行反应的物质,通常会选择碳钢合金材料或者不锈钢材料制成的管道,由于不锈钢管道在进行使用的过程中,其中的元素:镍与铬这这两种金属会与硫离子产生反应,并且会形成表面一层硫化膜,防止进一步腐蚀,并且不锈钢材质价格成本较低,材质较为轻薄,更换容易方便,不容易与土壤中的空气与水分进行反应,即便腐蚀程度也不会太深,也不会由于短期内原油流速改变,造成较大的腐蚀事故。
同时油田集输管道不仅需要考虑到使用过程的化学腐蚀作用,还需要考虑摩擦力、压力等,所以在日常选择要考虑不锈钢材质的强度以及管道平滑度,所以通常会选择奥氏体不锈钢。并且在使用不锈钢作为管材,虽然不锈钢与土壤中的化学元素与空气接触反应不怎么强烈,但是仍然需要考虑存在反应的情况,可以利用电镀膜进行隔绝,电镀时候通常会选择铝金属,因为氧化会产生致密氧化膜,并且铝电镀技术较为成熟。
2.2合理使用缓蚀剂
定期将油田集输管道投放缓蚀剂,能够帮助有效减少集输管道由于摩擦或者化学反应产生的腐蚀作用,通常将缓蚀剂分为降低摩擦缓蚀剂以及减少化学反应缓蚀剂,使用缓蚀剂通常还需要考虑是否会影响原油的品质,所以通常会使用降低摩擦缓蚀剂。
2.3使用电化学保护技术
在油田集输管道中发生的腐蚀反应通常都是电化学反应,可以根据电化学反应的化学原理,选择适合的电化学阴极或者阳极,通过电离子之间的相互反应阻止腐蚀形成,这种方法需要相应的电化学设备,但是可以极大的减少成本,一劳永逸。
2.4做好防腐维修管理
油田集输管道腐蚀的情况,如果不及时采取措施,会朝着越来越糟糕的情况进行,所以需要安排相关的防腐维修管理,利用检测设备,定期检测排查,遇到问题部位,及时进行防腐处理,出现防腐部位电镀膜脱落,及时补镀。在面对腐蚀情况比较严重的情况,为了防止出现较大的问题,安排协调停工维修,更换腐蚀管道。有条件可以直接安装探查设备,随时监督检查。
3结束语
综上所述,油田集输管道容易遭到腐蚀影响,一旦管道出现泄露就会造成巨大的财产损失,并且给生态环境造成危机。所以提高腐蚀研究,尽早进行防腐处理可以保证油田安全稳定运行,实现油田正常工作,实现石油产业的高速发展。
参考文献
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[2]叶帆,杨伟.塔河油田集输管道腐蚀与防腐技术[J].油气储运,2010,29(05):356-360+364+315.