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        陰極保護(hù)技術(shù)在集輸管道內(nèi)壁應(yīng)用的失效原因分析

        2021-12-31 09:06:06
        全面腐蝕控制 2021年1期
        關(guān)鍵詞:參比電極陰極保護(hù)集輸

        (大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠第一油礦,黑龍江 大慶 163114)

        0 引言

        我國油田開采時(shí)間不斷延長,采出液中的含水量不斷增加,部分油田的含水量已經(jīng)超過了90%以上,采出液中所包含的離子極易對(duì)集輸管道內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕作用,所以強(qiáng)化集輸管道內(nèi)壁保護(hù)是十分重要的。為改善管道腐蝕情況,大都應(yīng)用緩蝕劑添加、內(nèi)襯應(yīng)用、內(nèi)涂技術(shù)、耐腐蝕材料應(yīng)用及陰極保護(hù)技術(shù)進(jìn)行干預(yù)[1]。陰極保護(hù)技術(shù)可對(duì)電化學(xué)腐蝕進(jìn)行規(guī)避,其電流保護(hù)作用較強(qiáng),保護(hù)的距離相對(duì)較長,但是該技術(shù)應(yīng)用中也存在一定的弊端,必須分析其應(yīng)用失效原因并進(jìn)行改進(jìn),以降低集輸管道的腐蝕效果。

        1 電流陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

        根據(jù)油田集輸管道油田站場(chǎng)保護(hù)需求進(jìn)行電源功率的設(shè)計(jì),依據(jù)柔極陽性設(shè)計(jì)情況及電極安裝形式,采集技術(shù)管道內(nèi)壁保護(hù)電位。這一站場(chǎng)應(yīng)用過程中,集輸管材為20#鋼,未采取任何措施進(jìn)行管道內(nèi)壁的防腐處理,在應(yīng)用其時(shí),鈦基合金為參比電極,安裝形式以直三通開展,MMO鈦芯陽極為參比電極,安裝以斜三通進(jìn)行,分析管道是否能夠被保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)為保護(hù)電位范圍是否處于-850~1200mV之間,該數(shù)據(jù)可直接在顯示器上進(jìn)行顯示。集輸管道內(nèi)壁采用脈沖電流印記保護(hù)系統(tǒng),初期所應(yīng)用的保護(hù)電位可達(dá)到集輸管道需求,但是,隨著管道運(yùn)行時(shí)間的增加,初期的保護(hù)電位會(huì)達(dá)到對(duì)應(yīng)需求,隨著運(yùn)行周期的增加,保護(hù)電位將逐漸無法滿足保護(hù)需求。分析該現(xiàn)象發(fā)生的原因,大都由于技術(shù)管道中所輸送的介質(zhì)為油水混合物質(zhì),水溶液中所包含的離子數(shù)量較多,離子作為導(dǎo)體,在工作中,原油產(chǎn)生電離的難度比較大,無法產(chǎn)生電荷流動(dòng),所需導(dǎo)電性能嚴(yán)重不足,在該情況下,電阻率較大。除此以外,由于原油的附著作用比較強(qiáng),其在參比電極或者陰極表面及陽極中會(huì)大量附著,對(duì)電流的導(dǎo)通效果產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響,無法對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行真實(shí)有效的電位保護(hù)。

        2 陰極保護(hù)技術(shù)在集輸管道內(nèi)壁應(yīng)用的失效的解決

        由于在采用脈沖電流陰極保護(hù)過程中,集輸管道內(nèi)壁的保護(hù)電流想要通過管道,難度較大,所以超聲波及電磁技術(shù)自潔電極就被廣泛應(yīng)用,其中參比電極及陽極均為疏油親水材料組成,該電極在應(yīng)用過程中,依靠自身技術(shù),可對(duì)表面的油膜產(chǎn)生自我清除作用,以此實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)電極作用。新型電極的研制中,應(yīng)用了親水/疏油材料進(jìn)行。

        2.1 超聲波自潔電極

        頻率特性屬于超聲波自潔電極的主要作用,其具有間歇性特征,通過依靠超聲頻率進(jìn)行電極的設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)對(duì)表面油膜進(jìn)行清除的作用,其可產(chǎn)生自動(dòng)對(duì)輔助陽極及參比電極的清除效果,以此發(fā)揮陰極保護(hù)目的。超聲波在介質(zhì)中會(huì)發(fā)揮熱效用,有利于對(duì)油水界面膜的強(qiáng)度產(chǎn)生消減作用,縮減介質(zhì)粘稠度,實(shí)現(xiàn)油水分離的目的[2]。此外,超聲波機(jī)械振動(dòng)可會(huì)產(chǎn)生位移效果,加速油水分離,當(dāng)前,石油煉化、原油開采及含油污水的處理,均廣泛應(yīng)用了超聲波自潔技術(shù)。在自潔電極上,依靠機(jī)械振動(dòng)及熱效用,可實(shí)現(xiàn)自潔效果,將超聲換能器在電極安裝后,可將電極一端向吸聲材料中方式,降低超聲對(duì)外界的干擾。

        2.2 電磁自潔電極

        當(dāng)前,油水分離技術(shù)被廣泛應(yīng)用于油水混合液之中,在靜態(tài)狀況下,油水分離的效果會(huì)與磁場(chǎng)的加大成正比,在動(dòng)態(tài)情況下,油水分離效果顯著更優(yōu)。依靠電磁場(chǎng)在電極上進(jìn)行油膜剝離,可將水溶液與電極相接觸,實(shí)現(xiàn)電流導(dǎo)通效果,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行陰極保護(hù),在工作過程中,輸送介質(zhì)的狀態(tài)為動(dòng)態(tài),一旦聯(lián)通電磁鐵,會(huì)受到油水導(dǎo)電性能的不同,實(shí)現(xiàn)油膜脫落作用,在集輸管道及電極中形成回路,實(shí)現(xiàn)電流流通目的。

        2.3 疏油性材料電極

        疏油性材料表面能較低,液體均很難表面附著,其屬于圖額數(shù)性能材料的一種,這一材料為高聚物的一種,無導(dǎo)電性能,可依靠化學(xué)氣相沉積法及化學(xué)鍍法進(jìn)行高聚物的制備,以形成疏油性材料電極,將其在電極制備中應(yīng)用,使該電極同時(shí)具備參比電極和陽極作用,具備疏油性材料應(yīng)用優(yōu)勢(shì),使其不會(huì)被原油附著,實(shí)現(xiàn)輸油管道內(nèi)壁的陰極保護(hù)效果,降低內(nèi)壁腐蝕概率[3]。

        3 結(jié)語

        綜上所述,在油田集輸管道的內(nèi)壁應(yīng)用電流陰極保護(hù)技術(shù),可在電極表面附著魚油,但是長期運(yùn)行,保護(hù)電位會(huì)不斷提升,導(dǎo)致保護(hù)能力下降,采用超聲波自潔電極、電磁自潔電極及疏油性材料電極,可有效提升保護(hù)效果。

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