張濤，張群

勝利油田分公司海洋采油廠，山東 東營(yíng) 257237

0 引言

隨著油氣田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)年限的日漸延長(zhǎng)以及油田綜合含水率的逐年升高，以及注入水采出影響，管道輸送介質(zhì)礦化度逐漸上升，加之油氣井產(chǎn)出液及伴生氣中含有大量的侵蝕性物質(zhì)，如NA+﹑K+﹑CA+﹑MG2+﹑及H2S﹑CO2﹑少量溶解氧﹑細(xì)菌等，H2S﹑CO2﹑細(xì)菌﹑溶解氧是主要的腐蝕劑，對(duì)腐蝕的發(fā)生具有強(qiáng)烈的催化作用，而原油或天然氣中的水是腐蝕劑的載體，油田注水﹑油氣集輸管線等油田生產(chǎn)設(shè)施必然遭受?chē)?yán)重的腐蝕,是造成采集設(shè)備事故頻發(fā)的主要原因。

1 鋼鐵腐蝕的影響因素

金屬管道常見(jiàn)的腐蝕按其作用原理可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種。在海洋環(huán)境中，空氣中的鹽霧﹑水分﹑海水中電解質(zhì)濃度﹑含氧量﹑微生物，以及海浪﹑砂石的沖刷作用，對(duì)防腐涂層和鋼結(jié)構(gòu)都有不同程度的破壞和腐蝕。

1.1 pH值

一般情況下，當(dāng)pH值在4～10時(shí)，在pH值不大于4的酸性范圍內(nèi)，碳鋼表面的氧化物覆蓋膜將完全溶解，致使鋼鐵表面和酸性介質(zhì)直接接觸。當(dāng)pH值在10～13的堿性范圍內(nèi)時(shí)，隨碳鋼表面的pH值升高，F(xiàn)e2O3覆蓋膜逐漸轉(zhuǎn)化為具有鈍化性能的r—Fe2O3保護(hù)膜，腐蝕速率會(huì)有所下降。但是當(dāng)p H值過(guò)高時(shí)，腐蝕速率又會(huì)上升，其原因是碳鋼表面的鈍化膜溶解成可溶性的鐵酸鈉（NaFeO2）。

1.2 溶解氧

氧腐蝕是油田注水系統(tǒng)的主要腐蝕形式之一，是由于脫氧水質(zhì)不合格，或者處理﹑儲(chǔ)存過(guò)程管道存在滲漏。介質(zhì)中含有極低濃度的氧（低于1mg/L）就可造成極為嚴(yán)重的腐蝕，如果同時(shí)有H2S或CO2氣體存在，腐蝕速度會(huì)急劇升高。O2在水中的溶解度取決于溫度﹑壓力和水中Cl-的含量。O2的腐蝕一般為局部腐蝕，其局部腐蝕速率為其平均腐蝕速率的（2～4）倍。

1.3 礦化度

在所有對(duì)管壁產(chǎn)生腐蝕的介質(zhì)中，海水和油田污水的腐蝕力是最強(qiáng)的。油田污水不僅含有原油，而且在地下油層中因高溫高壓而溶解了多種無(wú)機(jī)鹽和氣體，所以油田污水的礦化度可高達(dá)5000mg/L～8000mg/L，對(duì)金屬的腐蝕性極大，含鹽量﹑Na濃度﹑電阻率都會(huì)導(dǎo)致海水的導(dǎo)電性增大，腐蝕加速。

1.4 二氧化碳

CO2可以溶解在水中，生成碳酸，引起電化學(xué)腐蝕。二氧化碳的溶解度是溫度﹑壓力以及水的組成的函數(shù)，低碳鋼的腐蝕速率可達(dá)3 mm/年～6mm/年，甚至7mm/年。

1.5 細(xì)菌

大量研究結(jié)果表明，細(xì)菌經(jīng)常是造成油田注水系統(tǒng)腐蝕的重要因素。細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，會(huì)導(dǎo)致腐蝕速率明顯上升。20#鋼的腐蝕屬于活性溶解腐蝕，陰極過(guò)程為氧的去極化，當(dāng)pH值為8.5時(shí)，陰極過(guò)程主要是：

除硫酸鹽還原菌外，在油氣開(kāi)采過(guò)程中造成腐蝕的菌種還有腐生菌（TGB）和鐵細(xì)菌。

1.6 溫度

實(shí)驗(yàn)研究表明，在封閉系統(tǒng)中，腐蝕速率隨溫度升高而不斷增加，因此溫度是影響腐蝕的重要因素。溫度與濕度相互間的協(xié)同效應(yīng)，影響鋼鐵的腐蝕速率，在高溫高濕環(huán)境下，金屬的電化學(xué)反應(yīng)加速，使鋼鐵的腐蝕加快。

1.7 濕度

金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)與氧和水的作用關(guān)系甚大。在大氣環(huán)境中，受空氣相對(duì)濕度的影響，當(dāng)空氣中相對(duì)濕度超過(guò)60%以上時(shí)，鋼鐵的腐蝕速率呈指數(shù)曲線上升?？諝庀鄬?duì)濕度低于50%，腐蝕速率極低。

2 涂層保護(hù)防腐技術(shù)

2.1 目前鋼材常用防腐涂料

涂料的防腐一般通過(guò)底漆﹑中涂漆﹑面漆的協(xié)同作用來(lái)完成，涂裝一定的膜厚，來(lái)達(dá)到要求的防腐年限。

2.1.1 富鋅底漆

富鋅底漆相比其它品種底漆具有防腐性能強(qiáng)，耐熱性優(yōu)良，附著力好，耐候性好，不影響焊接施工等優(yōu)點(diǎn)。富鋅底漆的防腐機(jī)理是基于金屬鋅對(duì)鋼鐵的陰極保護(hù)作用

2.1.2 重防腐蝕環(huán)氧粉末涂料

環(huán)氧粉末涂料是由環(huán)氧樹(shù)脂﹑固化劑﹑顏料﹑添加劑組成的熱固型粉末涂料。除具有環(huán)氧樹(shù)脂涂料的優(yōu)良防腐性能外，還具有一次涂層厚﹑無(wú)溶劑揮發(fā)﹑無(wú)針孔等優(yōu)點(diǎn)。

2.1.3 環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料

環(huán)氧玻璃鱗片重防腐蝕涂料是以環(huán)氧樹(shù)脂為主要成膜物質(zhì)，以薄片狀的玻璃鱗片為骨料，配以各種添加劑組成的厚漿型涂料。玻璃鱗片很薄，能在涂層中重疊﹑平鋪﹑定向排列，形成獨(dú)特的屏蔽結(jié)構(gòu)，因此具有優(yōu)良的耐磨性，硬化時(shí)收縮率小，熱膨脹系數(shù)小，耐溫度驟變性好，這種防腐涂層也有較好的防護(hù)效果。

2.1.4 H87環(huán)氧耐溫涂料

H87環(huán)氧耐溫涂料是針對(duì)油田高溫污水腐蝕專門(mén)研制的，是一種新型的含SAT無(wú)機(jī)材料的改性環(huán)氧涂料。由于H87涂料涂層的中間層添加了SAT無(wú)機(jī)材料，使防腐層提高了隔熱﹑耐熱性能，有效地阻止高溫介質(zhì)的破壞作用，并增強(qiáng)了涂膜的防滲透性能和耐水﹑耐油﹑耐化學(xué)藥品的性能。

2.1.5 8701環(huán)氧樹(shù)脂涂料

8701環(huán)氧樹(shù)脂涂料是由環(huán)氧樹(shù)脂（基料）﹑改性胺類(lèi)固化劑﹑溶劑﹑助劑﹑顏料組成，并分底漆和面漆兩種。因采用新型無(wú)毒固化劑固化涂層，該涂料與普通涂料相比，具有固體含量高﹑溶劑污染小﹑固化溫度低﹑涂料氣味小﹑涂層耐酸﹑耐堿﹑耐油﹑耐水性優(yōu)異等特點(diǎn)。該涂料在很多油田的污水管道﹑原油儲(chǔ)罐內(nèi)防腐涂層中應(yīng)用，取得了很好的防腐效果。

2.1.6 環(huán)氧改性聚氨酯重防腐涂料

該涂料的漆基是由液體環(huán)氧樹(shù)脂與甲苯二異氰酸酯(TDI)反應(yīng)生成的含有一定量羥基的共聚物，與研制的固化劑匹配，能夠滿足室溫固化的技術(shù)要求。在油田污水﹑鹵水管道和設(shè)備內(nèi)壁中有著很長(zhǎng)的應(yīng)用歷史。

2.2 防腐涂料涂裝的注意事項(xiàng)

2.2.1 表面處理

在防腐涂料的施工前，必須將鋼材表層的舊漆﹑油漬﹑鐵銹﹑污垢擦拭干凈，用鋼絲刷或鋼絲輪打磨平整，完全露出金屬本體，才可以進(jìn)行涂裝，并且嚴(yán)格按照涂料進(jìn)行配料，不能為了進(jìn)行噴涂方便任意摻加稀釋劑，降低涂料的附著性和防腐性能。

2.2.2 溫度濕度

施工時(shí)一定要注意被涂鋼材的表面溫度必須高出環(huán)境的露點(diǎn)溫度3℃以上。否則，會(huì)在鋼材表面產(chǎn)生冷凝水。因?yàn)橥苛显诔赡み^(guò)程中，溶劑揮發(fā)吸收熱量，使鋼鐵表面溫度下降，接近露點(diǎn)溫度，水汽開(kāi)始冷凝，這種現(xiàn)象在溫度較低的注水系統(tǒng)和產(chǎn)氣量大的油井管道出現(xiàn)很多，所以更應(yīng)該在管道沒(méi)有投產(chǎn)前完成防腐工作。

2.2.3 施工工序

由于一般人過(guò)于注重面漆質(zhì)量，經(jīng)常會(huì)忽視底漆的作用，甚至?xí)唤?jīng)意的省略掉底漆刷涂工序，底漆通常是金屬防腐層的最后一道“防線”，必須嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)執(zhí)行刷涂遍數(shù)，確保每一道底漆和面漆刷涂質(zhì)量。