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1、淺談石油集輸管道防腐機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)摘 要:在油田開采屮,由于管線腐蝕而造成管線滲漏、穿孔、破裂 等事故的發(fā)生,不僅造成重人的經(jīng)濟(jì)損失,也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,因 此,管線防腐涂層的合理選擇和使用,對(duì)石油集輸管線的安全運(yùn)行及使用 壽命,具有十分巫要的意義。本文介紹了石油集輸管道防腐機(jī)械設(shè)備的現(xiàn) 狀,探討了石油集輸管道防腐機(jī)械設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞:石油集輸管道;防腐涂層;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)在油氣開采及集輸過(guò)程中,山于含有大量硫化氫、二氧化碳、凝析油 和地層水等介質(zhì),對(duì)油氣井套管、鉆采設(shè)備、井下工具、集輸管線等造成 了嚴(yán)重的腐蝕,從而造成套管穿孔、鉆采設(shè)備失靈、管線開裂等事故,甚 至危及人們
2、的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此,硫化氫、二氧化碳和高礦化度采出 水對(duì)油氣田集輸系統(tǒng)的管線及設(shè)備產(chǎn)生的腐蝕問(wèn)題,成為當(dāng)今研究的熱門 課題,管道內(nèi)防腐是保證管道安全運(yùn)行和延長(zhǎng)管道使用壽命的重要措施。一、石油集輸管道防腐機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外對(duì)油氣集輸管道內(nèi)腐蝕采取了不同的防腐措施,h前在油田應(yīng) 用相對(duì)廣泛的幾種油氣集輸管道內(nèi)防腐措施主要包扌舌緩蝕劑防腐、涂料防 腐、電鍍防腐、復(fù)合管防腐等。緩蝕劑防腐是將少量的緩蝕劑加入到腐蝕介質(zhì)中,以抑制金屬或合金 的腐蝕破壞過(guò)程和其機(jī)械性能改變過(guò)程,從而延長(zhǎng)金屬的使用壽命。緩蝕 劑防腐具有用量極少、不改變環(huán)境就能獲得優(yōu)良防腐效果、不增加設(shè)備投 資、操作簡(jiǎn)便、見效快、同一配
3、方適用不同環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),在油氣工業(yè)中應(yīng) 用極為廣泛。冃前,國(guó)內(nèi)外油氣集輸管道內(nèi)防腐用的緩蝕劑的主要緩蝕成 分是冇機(jī)物,如鏈狀冇機(jī)胺及其衍生物、咪哇i林及其鹽、季鞍鹽類、松香 衍生物、磺酸鹽、亞胺乙酸衍生物及烘醇類等。為確保緩蝕劑的效果,篩 選的緩蝕劑除與地層水和油有良好的相容性外,還應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)使用的水合物 抑制劑、除硫劑、破乳劑等有良好的配伍性。涂料防腐的原理是在管道內(nèi)壁和腐蝕介質(zhì)之間提供一個(gè)隔離層,從而 起到減緩腐蝕的作用。涂層鋼管廣泛應(yīng)用于油氣出集輸管線。內(nèi)涂層防腐 技術(shù)可有效防止內(nèi)腐蝕,節(jié)約大量的管材和維修費(fèi)用,顯著提高油氣田的 輸送效率,減少清管次數(shù)。目前,應(yīng)用較多的涂料品種有環(huán)氧酚醛、聚
4、氨 酯、環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧、富鋅、玻璃鱗片、聚苯胺等系列防腐涂料。國(guó) 外石油天然氣管道內(nèi)壁防腐涂料多采用多元樹脂改性重防腐蝕涂料,而環(huán) 氧酚醛類涂料則為國(guó)內(nèi)所青睞,但環(huán)氧酚醛類涂層歸屬于-種普通高分了 型防腐涂層,其耐腐蝕性和耐高溫性有限。由于內(nèi)防腐涂層不可避免地存 在針孔,而且流體及固體雜質(zhì),如砂子等的沖刷也使防腐層容易出現(xiàn)損傷, 所以通常在使用防腐層的同時(shí)要添加適量的緩蝕劑。電鍍防腐的電鍍層分為陰極性鍍層和陽(yáng)極性鍍層。前者是指被保護(hù)金 屬的電極電勢(shì)低于電鍍金屬層的電極電勢(shì),后者是指被保護(hù)金屬的電極電 勢(shì)高丁電鍍金屬層的電極電勢(shì)。當(dāng)鍍層完全覆蓋于金屬基體表面時(shí),鍍層 可以隔離腐蝕介質(zhì)與金屬基
5、體。由于被保護(hù)的金屬在陽(yáng)極性鍍層中是陰 極,即使受到損壞,受腐蝕的也是鍍層本身,被保護(hù)的金屬不受腐蝕;但 被保護(hù)的金屬在陰極性鍍層時(shí)由于具為陽(yáng)極,一經(jīng)損壞,被保護(hù)的金屬將 直接與腐蝕介質(zhì)接觸進(jìn)而腐蝕金屬,此時(shí),鍍層的存在反而加速了被保護(hù) 金屬的腐蝕。盡管鍍層能很好地保護(hù)管線,但是由于莫價(jià)格較高,鍍層工 藝較復(fù)雜,推廣應(yīng)用受到一定限制。復(fù)合管防腐中,日前常用的復(fù)合管主耍有雙金屬?gòu)?fù)合管、玻璃鋼內(nèi)襯 復(fù)合管和陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管。雙金屬?gòu)?fù)合管在國(guó)外已得到廣泛應(yīng)用,徳國(guó) butting公司生產(chǎn)的機(jī)械復(fù)合管、英國(guó)proclad公司生產(chǎn)的冶金復(fù)合管在 世界許多國(guó)家得到應(yīng)用;我國(guó)的長(zhǎng)慶油田分公司靖安首站、大慶油田
6、的注 水管道也采用了雙金屬?gòu)?fù)合管。玻璃鋼由環(huán)氧樹脂和增強(qiáng)玻璃纖維組成, 具有防腐、防垢、減阻等優(yōu)良性能。陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管是一種國(guó)際先進(jìn)的 復(fù)合新材料,從內(nèi)到外分為陶瓷、過(guò)渡層和鋼材三層。山于內(nèi)襯的陶瓷層 具有耐磨、耐蝕、耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性、高抗沖擊性和高抗熱性等良 好的綜合性能,能適用于耐磨強(qiáng)度高,甚至更惡劣的環(huán)境。復(fù)合管能在一 定程度上防止集輸管線的腐蝕,但其與鍍層一樣,相對(duì)價(jià)格較高,而且對(duì) 于特殊的地段需要特殊的材料,工藝較為復(fù)雜,成木較高。二、石油集輸管道防腐機(jī)械設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)近幾十年來(lái),國(guó)外防腐涂料的發(fā)展,使涂料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在發(fā)生根本性改 變,改變方向以節(jié)省資源、無(wú)污染、經(jīng)濟(jì)、高效、有
7、利生產(chǎn)為原則,防腐 涂層材料方面朝著環(huán)保、高性能、適合流水作業(yè)施工的方向發(fā)展。在目前 的防腐材料研究中,著眼于發(fā)展復(fù)合材料或復(fù)合結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)涂層具有良好 的導(dǎo)電性能和物理性能,穩(wěn)定的化學(xué)性能和較寬的溫度適應(yīng)性能,既起到 防腐絕緣作用,又能保溫和提高管道強(qiáng)度。當(dāng)前已有一些通過(guò)納米技術(shù)對(duì)防腐材料進(jìn)行改性的技術(shù)獲得了專利, 在市場(chǎng)上也已有這樣的防腐材料出現(xiàn)??偟膩?lái)看,納米防腐技術(shù)還僅僅處 于起步階段,但具有極大的發(fā)展前景。例如,mikhaill. zheludkevich等 人在涂料屮加入包載冇緩蝕劑的納米容器,納米容器能對(duì)微壞境的ph值 產(chǎn)生響應(yīng)從而釋放出緩蝕劑,實(shí)現(xiàn)涂層的自修復(fù)。管道內(nèi)涂層在長(zhǎng)輸送管線中的主要作用是減少摩擦阻力損失,降低操 作成本,提高管線的輸送能力;對(duì)于近距離輸送不僅能減阻同時(shí)還能起到 防腐作用。鑒于管道內(nèi)涂層技術(shù)具有管道增輸、節(jié)能、防腐等巨大優(yōu)勢(shì), 其在今后的大型輸油輸氣管道中將進(jìn)一步推廣。涂料中揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)對(duì)大氣污染越來(lái)越受到關(guān)注。降低 涂料行業(yè)voc排放,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),尋找一條適合中國(guó)涂料產(chǎn)業(yè)的“低碳” 經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線,是引領(lǐng)我國(guó)涂料產(chǎn)業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵措施。因此, 高性能、低能耗和低污染的新型涂料品種,是石油集輸管道防腐機(jī)械設(shè)備 未來(lái)的主要發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)1袁康;油氣管道的腐蝕及預(yù)測(cè)研究dh大連理工大學(xué);20
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