油田金属管道和容器腐蚀原因分析及对策

南松玉

（大庆油田第三采油厂工艺研究所，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

由于石油化工行业发展时间相对较长，在油田中，所建设的埋地管道和容器设备数量较多，管道及容器投产应用以后，其运行时间不断延长，导致管道和容器腐蚀问题不断严重。腐蚀会影响金属和容器的应用质量，增加油气泄露风险，危及工作人员人身安全，所以必须分析腐蚀因素，并采取针对性策略，问解决题。

1 油田金属管道和容器腐蚀原因

油田金属管道及容器外壁腐蚀情况较为常见，一般是气体、液体和土壤作用下，由于化学变化、电化学变化或物理溶解作用而产生的腐蚀。按腐蚀机理可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。油田各类金属构筑物（钢质管道、容器、储罐、油套管等）的腐蚀主要是电化学腐蚀。腐蚀原因，主要涵盖以下几种：

（1）金属管道及容器防腐保温结构欠缺合理性

油气产业行气较早，在1990年之前，管道建设材料大都为泡沫管结构，其主要为钢管-泡沫塑料-玻璃布三种构造组成，钢管外壁部位并未进行防腐层的设置，且泡沫保温层的外防水层作用也不显著，泡沫塑料在吸收水分以后，直接对钢管产生腐蚀效果。1991年以前，金属管道及容器结构大都为钢材-泡沫塑料-聚乙烯夹克三种，这一结构中也为设置防腐层，在保温管道及保温层部位，均未进行防水措施的应用，接头防腐保温补口部位具有较差的质量，若是夹克层或者补口的伤口进水，将腐蚀管道和容器；

（2）材料老化

油田管网运行及容器应用时间若是在十年以上，将导致防腐层出现严重老化问题，导致腐蚀穿孔概率不断提升。分析当前油田金属管道应用情况及容器应用情况，其应用时间超过十年以上的管道和容器所占比例高达五分之三，且部分管道及容器运行周期已经超过三十年；

（3）自然环境

大量金属管道和容器位于地下，但是土壤中盐分含量较高，地下水位水平高，突然环境条件相对恶劣，管线长期埋设于地下环境之中，导致外壁迅速腐蚀。经现场测试研究显示，油田部分区域土壤之中，碳钢的平均腐蚀速度可高达0.3～0.6mm/a之间，若是管道或者容器的防腐层发生局部破坏以后，将会产生泄露，依据腐蚀电化学原理研究显示，大阴极的非破损区域及小阳极的漏地点问题将形成，其会导致管线及容器腐蚀反应的强化，导致腐蚀穿孔效率的提升[1]；

（4）防腐保温层预制缺陷

油田金属管道及容器的防腐层与其应用质量要求之间存在较大差异性，部分区域开展管道腐蚀的测试工作时，管道防腐层局部破损状况发生概率较高，以特殊地段的管道防腐层破损、补口缺陷及施工致伤等防腐层损坏为常见现象，局部防腐层的损坏，将导致其对管道防腐层整体保护作用的降低，提升了防腐层老化速率，恶劣的土壤条件及局部损坏，直接损坏了油田埋地金属管道的应用[2]。

2 金属管道及容器防腐技术

目前常用阴极保护法防止金属腐蚀。可以通过强制电流或采用牺牲阳极两种途径实现阴极极化过程。从原理上讲，一切金属均可进行阴极保护。

（1）金属管道防腐层质量评估及防腐技术

管道防腐层质量评估中，必须开展现场检测，依据标准开展评估。石油行业中，沥青防腐层可依靠检测防腐层绝缘电阻率对其性能进行评估。应用电法测量技术开展防腐层绝缘电阻率的测量，涵盖变频选频方式、管内电流形式和电位差形式。对防腐层失效程度进行明确以后，若是防腐层等级为一级或者二级，需要针对漏点修补缺陷。若是为三级，则需要进行补漏干预，并局部开展维修，若是为四级，必须局部更换管道，并对管体的局部腐蚀情况进行评估，若是为五级，则需要全线更换管道，并开展全线管体腐蚀情况的评估[3]；

（2）管体腐蚀评估及防腐技术

管体腐蚀评估可进行管道修复方案的制定，分析其是否需要报废处理。开展管体腐蚀评估过程中，必须测量管体腐蚀情况，涵盖腐蚀深度和面积等内容，并依据测试数据和参与强度数据开展计算干预，对管体腐蚀程度进行明确。进行管体腐蚀程度等级判定中，若是腐蚀轻度较轻，可继续应用，若是腐蚀程度不严重，则可维持管道正从运行，进行修理即可，若是管道腐蚀程度严重，必须降级运行，并进行管道的修理，若是管道腐蚀程度十分严重，必须尽快开展降压处理并进行维修，若是管道腐蚀十分严重，需要尽快更换管道；

（3）容器及储罐评估及防腐技术

容器及储罐的腐蚀，必须依据其储罐壁厚度和最大腐蚀深度数据测量，若是腐蚀程度为一级，则可以继续应用容器及储罐，并间隔五年开展一次检查，若是腐蚀程度为二级，也可以继续使用，必须间隔三年进行一次检查，若是腐蚀程度为三级，必须安排相关人员开展设备检查维系，并一年开展一次检查，若是为四级，必须安排专业人员开展大修处理，若是为五级，必须局部或者整体进行容器及储罐的更换，宣布防腐层报废，并更新防腐层。开展大修干预前，必须依据相关标准，开展评估，可采用强制电流阴极保护系统、水泥砂浆衬里、防腐涂料、玻璃钢衬里、导静电涂料防腐等方式进行干预。

3 结语

综上所述，油田金属管道及容器腐蚀属于油田生产运营中常见现象，一旦腐蚀问题发生，将会泄露油气资源，导致火灾或者重大安全事故的发生，所以必须分析金属管道及容器腐蚀的因素，采取结构优化、涂料喷涂、泡沫保温技术等方式进行干预，以降低腐蚀问题发生率，延长油田金属管道和容器应用周期，促进油田企业经济效益的增长。