翟明

【摘 要】在石油運(yùn)輸過程中，應(yīng)做好石油油管的防腐工作，實(shí)施有效的防腐預(yù)處理措施，避免使用質(zhì)量差的油管進(jìn)行石油運(yùn)輸。由于油管多裝置在地表以下，受到自然環(huán)境以及石油成分共同的侵蝕，油管會(huì)出現(xiàn)多種質(zhì)量問題，其中較為普遍的情況是油管受到腐蝕后出現(xiàn)漏油。為增強(qiáng)油管的防腐性能，延長(zhǎng)油管的使用壽命，本文圍繞對(duì)石油油管實(shí)施的防腐預(yù)處理措施展開討論，如磨料射流防腐預(yù)處理工藝，為提升油管運(yùn)輸石油質(zhì)量和效率提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】油管防腐;表面預(yù)處理;磨料射流;工藝

中圖分類號(hào)： TE988.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）32-0112-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.32.050

0 引言

對(duì)油管進(jìn)行防腐處理采用的磨料射流工藝，是以高壓水射流技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)而來的。在油田生產(chǎn)過程中，使用的油管經(jīng)常會(huì)受到腐蝕，導(dǎo)致油管報(bào)廢無法正常使用，這會(huì)增加油田企業(yè)的更換油管的頻率，直接提升油田企業(yè)的運(yùn)行成本。采用磨料射流工藝對(duì)油管進(jìn)行防腐預(yù)處理，根據(jù)油田常用的油管型號(hào)，根據(jù)射流的水力參數(shù)、噴頭結(jié)構(gòu)、材料布置等優(yōu)化和完善防腐預(yù)處理技術(shù)，進(jìn)而建設(shè)成一條油管防腐預(yù)處理生產(chǎn)線，有效緩解油田油管出現(xiàn)報(bào)廢，導(dǎo)致石油運(yùn)輸質(zhì)量和效率下降產(chǎn)生的壓力。

1 磨料射流油管表面預(yù)處理原理

對(duì)油管表面進(jìn)行防腐預(yù)處理，油管的內(nèi)外表面，經(jīng)過除油、除銹等操作后，在表面通過化學(xué)反應(yīng)生成防銹涂層，以此提高油管的防腐性能。與傳統(tǒng)的防腐預(yù)處理工藝相比，磨料射流油管防腐預(yù)處理工藝，操作較為簡(jiǎn)單。采用磨料射流油管表面防腐預(yù)處理工藝，將防腐物質(zhì)以硬質(zhì)顆粒的形態(tài)，通過高壓水射流噴涂到油管的內(nèi)外表面。在進(jìn)行防腐材料噴涂過程中，將混合均勻并且合適濃度的硬質(zhì)磨料，通過噴頭高速噴涂到油管表面，既能將油管表面原有的油污、銹蝕層清理干凈，同時(shí)將防腐蝕材料噴涂到油管內(nèi)外表面，進(jìn)而完成油管的防腐蝕預(yù)處理操作。

2 工藝流程及裝置組成

磨料射流防腐預(yù)處理工藝，工作流程如下：一，配置濃度合適的磨料，調(diào)整好高壓水壓力;二，對(duì)油管的外表面進(jìn)行清洗時(shí)，應(yīng)提前旋轉(zhuǎn)油管前進(jìn)角度;三，對(duì)油管外表面進(jìn)行防銹清洗，做好油管保護(hù)工作;四，對(duì)油管上的儲(chǔ)料架以及管內(nèi)表面進(jìn)行清洗;五，將3根油管上定位旋轉(zhuǎn)機(jī)，進(jìn)入到油管內(nèi)表面開始清洗操作;六，對(duì)油管上儲(chǔ)料架內(nèi)表面再次進(jìn)行清洗;七，將油管放入到防銹槽內(nèi)，對(duì)油管的表面進(jìn)行鈍化處理;八，將油管拔出出液槽，將油管表面的殘留液進(jìn)行清理，即可完成防腐預(yù)處理。

該防腐預(yù)處理工藝操作的裝置，由許多系統(tǒng)和設(shè)備組成，其中系統(tǒng)分為磨料循環(huán)系統(tǒng)、上下料以及傳輸系統(tǒng)、水循環(huán)凈化系統(tǒng)以及防銹處理系統(tǒng)。該裝置有多種設(shè)備組成，主要包括總電氣控制室、油管外表面噴射清洗裝置、清水補(bǔ)充閥、磨料濃度調(diào)節(jié)器以及新磨料填加裝置等。

3 對(duì)關(guān)鍵的技術(shù)問題進(jìn)行討論

3.1 磨料射流工作方式

磨料射流工作方式有兩種，一種為磨料水射流式，另一種為磨料漿體射流式。另外根據(jù)磨料水射流混合方式的變化，衍生出兩種磨料水射流方式，一種為前混式磨料水射流式，另一種為后混式磨料水射流式。進(jìn)行油管防腐預(yù)處理時(shí)，采用磨料水射流式，將防腐材料進(jìn)行充分的研磨，并在材料中加入多種物質(zhì)，最后在水的混合下形成防腐漿體，將漿體通過高壓泵，受到高壓作用后從噴嘴噴射到油管表面。改造方法對(duì)于配置的漿體有較高的要求，一般應(yīng)用在切割以及拋光等油管表面使用。采用磨料水射流式，磨料會(huì)與高壓水相互融合，形成混合漿體后噴涂在油管表面。

3.1.1 前混式磨料水射流

前混式磨料水射流式，是將水和磨料提前混合后，進(jìn)入到高壓管內(nèi)，受到高壓水流作用后產(chǎn)生水射流，對(duì)油管的表面的進(jìn)行防腐預(yù)處理。前混式磨料水射流式通常會(huì)采用兩種加壓防腐，第一種是將水和磨料放入到混合磨料設(shè)備內(nèi)進(jìn)行充分的攪拌，將攪拌后的漿體經(jīng)過高壓砂泵，運(yùn)送至噴嘴設(shè)備進(jìn)行防腐預(yù)處理。第二種是在高壓容器內(nèi)放入磨料，高壓泵升高清水的壓力，通過加砂控制裝置與磨料進(jìn)行充分的混合，然后將混合后的漿體通過高壓管線運(yùn)送至噴嘴進(jìn)行防腐預(yù)處理。在采用第一種防腐進(jìn)行油管防腐預(yù)處理時(shí)，磨料和水都會(huì)保持在較高的噴射速度，可以對(duì)油管表面進(jìn)行充分的清洗，但是該方法只能持續(xù)較短的時(shí)間進(jìn)行預(yù)處理，只有通過加壓的方法，才能延長(zhǎng)處理時(shí)間，一旦增加壓力，會(huì)縮短高壓砂泵泵頭的使用壽命，需要經(jīng)常更換該裝置才能保證處理正常的進(jìn)行。采用第二種方法進(jìn)行防腐預(yù)處理時(shí)，為保證處理工作連續(xù)進(jìn)行，需要不斷更換加砂容器，但是會(huì)出現(xiàn)不安全情況，影響到方法預(yù)處理的正常進(jìn)行。

3.1.2 后混式磨料水射流

采用后混式磨料水射流方式，將磨料放入到磨料箱進(jìn)行研磨后，與高壓水管噴射出的清水在混合腔內(nèi)進(jìn)行混合，隨后在磨料噴嘴將混合后的漿體噴涂到油管的表面。在上述處理過程中，磨料和清水進(jìn)入到混合腔內(nèi)受到的壓力不同，會(huì)在混合腔內(nèi)使磨料和水產(chǎn)生混亂的攪動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致磨料與水無法形成水射流中心，即便噴涂到油管表面，無法產(chǎn)生較高的噴涂效率，油管表面的防腐預(yù)處理未能產(chǎn)生良好的效果。但是，該種方法可以進(jìn)行連續(xù)處理，許多油管表面防腐預(yù)處理都采用后混式磨料水射流式。

3.1.3 噴頭結(jié)構(gòu)

采用后混式磨料水射流式進(jìn)行油管表面防腐預(yù)處理，噴頭是重要的組成部分，組成噴頭結(jié)構(gòu)使用的設(shè)備包括水射流噴嘴、混合室以及磨料射流噴嘴等。另外，水射流股數(shù)的不同，使用的噴頭種類也不同，如單股和多股射流噴頭，而磨料輸入方式的不同，噴頭氛圍側(cè)進(jìn)式、中進(jìn)式以及切向進(jìn)給式?，F(xiàn)階段使用的噴頭類型，應(yīng)用較為廣泛的為單射磨料側(cè)進(jìn)式、多射流磨料中進(jìn)式以及外混合式磨料射流噴頭。在對(duì)油管表面進(jìn)行長(zhǎng)期的防腐預(yù)處理過程中，研究人員研制出多射流磨料中進(jìn)且?guī)?zhǔn)直管噴頭，并且獲得良好的預(yù)處理效果。在對(duì)噴頭內(nèi)外結(jié)構(gòu)進(jìn)行清洗時(shí)，清洗的部位一般分為噴頭體、進(jìn)砂管、接頭以及砂水混合噴管。為保證噴頭在使用時(shí)不會(huì)發(fā)生堵塞情況，在對(duì)噴嘴清洗時(shí)，應(yīng)根據(jù)噴嘴的規(guī)格制定清洗方案，以便充分徹底的清洗噴頭結(jié)構(gòu)，以此延長(zhǎng)噴頭的使用壽命。

為保證噴頭發(fā)揮出正常的預(yù)處理作用，根據(jù)射流壓力和流量標(biāo)準(zhǔn)，使用的噴嘴數(shù)量按照公式N=Q/q進(jìn)行計(jì)算，公式中Q為高壓水泵出水流量，單個(gè)水噴嘴水流量為L(zhǎng)。計(jì)算水射流速度，根據(jù)公式V=44.8×■，公式中P為水射流壓力。計(jì)算水噴嘴直徑，根據(jù)公式d=4.6×■，在公式中q代表單個(gè)水噴嘴發(fā)出的水流量，v為水射流速度。

3.1.4 供料方式

采用后混式磨料水射流式進(jìn)行供料，一般供料的類型分為干磨料和濕磨料。若采用干磨料進(jìn)行供料，由于干磨料不具備良好的流動(dòng)性，需要在氣力的推動(dòng)下才能運(yùn)送至磨料箱內(nèi)。進(jìn)行干磨料供料時(shí)，通常采用兩種供料方法，一種為加壓式，另一種為自吸式。上述兩種方法操作和投入較為簡(jiǎn)單以及成本較低，在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)用到。

采用濕料進(jìn)行供料，將磨料以液體的形式進(jìn)入到磨料裝置內(nèi)，然后經(jīng)過高壓水將磨料與水混合后，形成的漿體對(duì)油管表面進(jìn)行防腐預(yù)處理。

3.1.5 水的循環(huán)及凈化

在對(duì)油管表面進(jìn)行防腐預(yù)處理時(shí)，應(yīng)使用清潔度高的水質(zhì)，避免水中的雜質(zhì)堵塞高壓泵、調(diào)壓閥等裝置，影響到防腐預(yù)處理工作正常進(jìn)行。為保證預(yù)處理使用的水潔凈度較高，需要在裝置內(nèi)加裝水凈化循環(huán)系統(tǒng)，既能保證水的清潔度，還能避免水資源大量的浪費(fèi)。

3.2 技術(shù)參數(shù)

對(duì)磨料的射流切割以及清洗能力產(chǎn)生影響的因素，主要體現(xiàn)在5個(gè)方面：第一，使用大流量噴頭裝置，可提升防腐預(yù)處理質(zhì)量的同時(shí)，還能快速完成設(shè)備的清洗工作;第二，應(yīng)保證噴距與移動(dòng)速度都在最佳的狀態(tài)，減少其它因素由于變化產(chǎn)生的影響;第三，保質(zhì)組理想的噴射角度;第四，選擇合適的磨料類型，才能保證磨料裝置的噴涂以及清洗獲得良好的效果;第五，控制磨料流量和粒度。

3.3 其它問題

3.3.1 防銹問題

對(duì)油管內(nèi)外表面進(jìn)行防腐預(yù)處理過程中，隨著油管金屬材料與水發(fā)生接觸，在長(zhǎng)時(shí)間清洗過程中，油管表面會(huì)重新生成銹跡。首要，為防止油管出現(xiàn)新的銹跡，工作人員應(yīng)完成油管內(nèi)外表面防腐預(yù)處理后，對(duì)油管表面進(jìn)行鈍化處理，既能提升油管表面的防腐能力，還能使涂層更易與油管表面貼合。

3.3.2 油管傳送方式

油管的傳送過程，應(yīng)使該過程處于平穩(wěn)高效的狀態(tài)，這需要油管的上料、下料以及內(nèi)外表面，都應(yīng)進(jìn)行徹底的清洗，才能防止由于腐蝕導(dǎo)致上述部分出現(xiàn)漏洞，影響到石油的正常運(yùn)輸。

3.3.3 安全問題

使用磨料射流工藝進(jìn)行油管的防腐預(yù)處理時(shí)，需要工作人員控制好水射壓力，同時(shí)仔細(xì)檢查水射時(shí)使用的設(shè)備，避免在高壓蓄能狀態(tài)下，產(chǎn)生的強(qiáng)大水壓力會(huì)破壞水射結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致高壓水流在結(jié)構(gòu)的不同位置射出，傷害到工作人員以及其它工作設(shè)備。

4 結(jié)語

綜上所述，在對(duì)油管進(jìn)行防腐預(yù)處理時(shí)，采用磨料射流工藝，既能快速完成油管的防腐預(yù)處理，還能增強(qiáng)油管的抗腐蝕能力，有效的延長(zhǎng)油管的使用壽命。另外，磨料射流工藝已經(jīng)完成自動(dòng)化操作升級(jí)，工作人員可通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化操作，不僅降低工人的工作量，還能避免工作受到高壓水射流的傷害。

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