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(1.延長(zhǎng)油田股份有限公司志丹采油廠 陜西 717500 2.延長(zhǎng)石油管道運(yùn)輸?shù)诙止竞录移狠斢驼?陜西 717200)
在現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中,突出了石油、天然氣等資源的重要作用,需要借助現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備,在電力設(shè)施的輔助作用下,發(fā)揮出石油、天然氣等資源的驅(qū)動(dòng)作用,能夠有效加快各項(xiàng)生產(chǎn)作業(yè)的整體進(jìn)程。在設(shè)置運(yùn)輸管道的過程中,對(duì)關(guān)鍵防腐技術(shù)予以合理利用,能夠優(yōu)化石油天然氣管道工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量,采取有針對(duì)性的防腐處理措施,為石油天然氣運(yùn)輸工作的開展帶來積極影響。
(1)外壁腐蝕。大多數(shù)石油天然氣管道,通常會(huì)埋藏于地下區(qū)域,由于地下區(qū)域的干擾因素相對(duì)較多,所以會(huì)對(duì)天然氣管道外壁帶來不同程度的腐蝕效果。以架空形式為主的管道,可以在防腐蝕操作的過程中,在管道表面區(qū)域涂抹防腐藥品,并保證藥品涂抹的均勻性,能夠獲得有效的防腐蝕成效,加大對(duì)腐蝕問題的處理力度。然而,通過對(duì)地下管道所遭受的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分析,可以看出整體的腐蝕程度相對(duì)較強(qiáng),且鋼管的厚度對(duì)地下管道化學(xué)反應(yīng)起到了決定性作用。由此可以看出,在化學(xué)腐蝕的作用下,所造成的管道腐蝕問題并不是主要原因,當(dāng)出現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)時(shí),則會(huì)在石油天然氣管道的外壁區(qū)域形成較為強(qiáng)烈的腐蝕[1]。
(2)內(nèi)壁腐蝕。在石油天然氣管道長(zhǎng)期的使用過程中,產(chǎn)生腐蝕問題的主要原因具有多樣性。一方面,天然氣這一資源來說,其內(nèi)部所含有的雜質(zhì)各不相同,部分雜質(zhì)能夠與管道產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),其化學(xué)反應(yīng)具有固定性,容易帶來較為嚴(yán)重的腐蝕作用,無法維持石油天然氣管道工程的穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面,若管道內(nèi)部的水溶比例相對(duì)較高,并且達(dá)到了一定的比例限制時(shí),會(huì)在管道的內(nèi)部區(qū)域形成親水膜這一物質(zhì),不僅會(huì)對(duì)金屬管道造成腐蝕,且整體的腐蝕效率會(huì)隨之提升,在有限的時(shí)間之內(nèi),形成了較為多樣的化學(xué)反應(yīng),從而使管道腐蝕問題日益嚴(yán)重。
在石油天然氣管道長(zhǎng)期的使用過程中,能夠篩選出更加合適的建設(shè)材質(zhì),并保障管道結(jié)構(gòu)的整體性和系統(tǒng)性。
一方面,在使用金屬管道的過程中,若金屬管道產(chǎn)生了腐蝕問題時(shí),不僅無法維護(hù)管道的整體色澤,還會(huì)對(duì)管道外形造成不良影響,對(duì)管道的機(jī)械性能帶來改變。在長(zhǎng)期的使用過程中,若腐蝕性問題日益嚴(yán)重,會(huì)縮短石油管道的整體使用周期,在客觀性因素的干擾下,對(duì)石油天然氣管道工程造成嚴(yán)重威脅。石油管道所出現(xiàn)的腐蝕問題,若無法對(duì)其加以處理,還會(huì)引起一系列的連鎖反應(yīng),當(dāng)實(shí)際所使用的防腐技術(shù)尚未滿足規(guī)定要求,雖然初期階段所出現(xiàn)的腐蝕問題并不嚴(yán)重,但在隨著時(shí)間的不斷推移,仍然會(huì)對(duì)石油天然氣管道工程造成嚴(yán)重影響,且此類后果無法估量。
另一方面,結(jié)合目前的天然氣管道運(yùn)行情況予以分析,可以看出多數(shù)石油管道通常是以鋼制結(jié)構(gòu)為主,在周圍環(huán)境的作用下,會(huì)對(duì)此類結(jié)構(gòu)帶來直接影響,導(dǎo)致管道破壞問題時(shí)有發(fā)生,甚至?xí)岣吖艿雷冑|(zhì)等問題的發(fā)生幾率。與此同時(shí),當(dāng)石油天然氣管道腐蝕問題過于嚴(yán)重時(shí),不僅會(huì)阻礙石油管道工程建設(shè)與發(fā)展,還會(huì)造成較為嚴(yán)重的安全隱患。若石油等資源受到了腐蝕性管道的影響時(shí),會(huì)導(dǎo)致大量石油資源滲出,對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域的土地造成嚴(yán)重影響,無法保護(hù)當(dāng)?shù)貐^(qū)域的生態(tài)自然環(huán)境[2]。
(1)涂層外防腐技術(shù)應(yīng)用。①涂層類型和相關(guān)應(yīng)用。在石油天然氣管道的運(yùn)行過程中,可以在涂層外防腐技術(shù)的作用下,在管道的外表面區(qū)域涂抹適量的涂料,對(duì)管道和氧氣之間的接觸進(jìn)行阻隔,發(fā)揮出此類防腐技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用。
首先,無機(jī)非金屬涂料屬于涂層防腐時(shí)技術(shù)應(yīng)用過程中的主要材料類型,通常是以玻璃陶瓷為主,且此類涂料具有絕緣特性。在一般情況下,可以將上述絕緣涂料涂抹于石油天然氣管道的外層區(qū)域,有效阻隔石油天然氣管道與空氣之間的接觸,減少化學(xué)反應(yīng)的出現(xiàn),確保管道金屬離子能夠持續(xù)處于穩(wěn)定狀態(tài),強(qiáng)化石油天然氣管道的防腐蝕能力,延長(zhǎng)管道的整體使用周期。在一般情況下,鋼制的石油天然氣管道工程,能夠?yàn)闊o機(jī)非金屬涂料的使用提供廣泛的空間支持。
其次,改良涂層。改良涂層具有先進(jìn)效用,可以應(yīng)用納米技術(shù)對(duì)有機(jī)材料和無機(jī)材料進(jìn)行處理,采用臨界處理的方式,將其應(yīng)用于石油天然氣運(yùn)輸管道工程中,發(fā)揮出改良涂層的防腐蝕性能,提高石油天然氣管道工程的防腐蝕能力。不僅如此,在使用改良土層的過程中,能夠強(qiáng)化石油天然氣管道工程的防水能力,在規(guī)避不良因素的基礎(chǔ)上,延長(zhǎng)管道工程項(xiàng)目的使用周期。
最后,環(huán)氧涂層。通過將環(huán)氧涂層和無機(jī)非金屬涂料進(jìn)行對(duì)比,可以看出前者的防腐蝕性能更加優(yōu)良。在石油天然氣管道工程中,若使用的管道材質(zhì)不同,能夠發(fā)揮出環(huán)氧涂層的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),進(jìn)而獲得良好的防護(hù)效果。需要注意的是,在使用環(huán)氧涂層時(shí),由于此類涂層制作方法較為復(fù)雜,且調(diào)配的過程中存在一定的困難,所以需要結(jié)合實(shí)際情況慎重選用[2]。
②控制外腐蝕有效方法。首先,可以使用涂抹外涂層的方式,對(duì)石油天然氣管道工程的腐蝕問題予以解決,采用此類方法的原因,主要是由于石油天然氣管道的部分區(qū)域,需要長(zhǎng)期埋藏于地下,所以容易受到土壤環(huán)境對(duì)管道所帶來的影響,提高了腐蝕問題的發(fā)生幾率。在對(duì)管道進(jìn)行涂抹時(shí),形成了完整的外涂層,使管道和土壤之間能夠得到隔離。
例如:使用聚氨酯涂層,具有施工簡(jiǎn)單、防腐層質(zhì)量好、耐沖擊性和柔韌性強(qiáng)、耐磨性強(qiáng)、耐微生物腐蝕等特點(diǎn),同時(shí)性價(jià)比高,符合綠色環(huán)保的要求,它適用于補(bǔ)傷、補(bǔ)口及舊防腐層的修復(fù),有著廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。
其次,在設(shè)計(jì)石油天然氣管道工程設(shè)備的過程中,需要派遣專業(yè)的技術(shù)人員,基于科學(xué)化和合理化的角度,加大對(duì)管道設(shè)備的控制力度,確保管道的整體腐蝕程度能夠達(dá)到最低狀態(tài)。
最后,可以使用應(yīng)急保護(hù)的方法,通過對(duì)應(yīng)急保護(hù)防腐措施的細(xì)致分析,還可以將其劃分成為犧牲陽(yáng)極和強(qiáng)制電流保護(hù)等兩種形式。例如:在開展石油天然氣管道工程施工作業(yè)時(shí),要求施工人員能夠在前期準(zhǔn)備階段,對(duì)防腐施工方式的設(shè)計(jì)予以管控,保障防腐施工方式的有效性。另外,在使用管道的過程中,需要為石油、天然氣等資源的運(yùn)輸提供基本條件,要求各部門人員都能夠共同參與,加強(qiáng)對(duì)管道腐蝕防范工作重要性的認(rèn)識(shí),采取有效措施實(shí)現(xiàn)對(duì)管道腐蝕問題的全面預(yù)防。
(2)應(yīng)急防腐技術(shù)。在使用應(yīng)急防腐技術(shù)的過程中,通常需要采用加設(shè)電流的形式,對(duì)石油天然氣管道電極進(jìn)行轉(zhuǎn)化,以此來抑制電化學(xué)反應(yīng)的出現(xiàn),從而獲得良好的防水效果。首先,容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕問題的管道,需要結(jié)合石油天然氣管道工程的實(shí)際情況,加設(shè)合適的電流,并將石油天然氣管道轉(zhuǎn)化為陰性極,避免金屬電離子發(fā)生轉(zhuǎn)移[4]。
一方面,在處理石油天然氣管道腐蝕問題時(shí),還可以采用引入直流電的形式,確保腐蝕區(qū)域的管道能夠朝著陽(yáng)極進(jìn)行轉(zhuǎn)換,避免石油天然氣運(yùn)輸管道出現(xiàn)腐蝕反應(yīng)。在使用引入直流電的應(yīng)急防腐技術(shù)的過程中,呈現(xiàn)出了綠色化和環(huán)?;膬?yōu)勢(shì),且整體的防腐蝕性能相對(duì)較強(qiáng),不僅能夠避免對(duì)石油天然氣運(yùn)輸工作質(zhì)量造成不良影響,還能夠?yàn)榇隧?xiàng)防腐技術(shù)的應(yīng)用提供廣泛化的空間支持。在石油天然氣管道工程中,充分發(fā)揮出直流電引入防腐技術(shù)的防護(hù)功能,突出了此項(xiàng)技術(shù)的重要性。
另一方面,具有強(qiáng)大負(fù)電位的金屬,若該類金屬的負(fù)性電位,已經(jīng)超過了傳輸管道的負(fù)性電位時(shí),需要將此類金屬連接到管道的外部區(qū)域。若該區(qū)域的金屬表面已經(jīng)處于腐蝕狀態(tài)時(shí),那么在此類連接操作方法的作用下,則能夠?qū)κ吞烊粴夤艿拦こ痰母g問題予以規(guī)避。
(3)內(nèi)部防腐技術(shù)。①技術(shù)應(yīng)用。管道運(yùn)輸作業(yè),實(shí)際所涉及到的石油、天然氣等物質(zhì),其自身的質(zhì)量和成分之間存在較大的差異。所以,在管道內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)輸時(shí),能夠?qū)艿纼?nèi)部帶來一定程度的腐蝕作用,對(duì)管道工程項(xiàng)目的開展造成了不良影響,縮短了石油天然氣管道工程的使用周期。石油天然氣管道工程,管道的內(nèi)部區(qū)域與空氣之間的接觸相對(duì)有限,通過將管道內(nèi)部與管道外部區(qū)域進(jìn)行對(duì)比,可以看出管道的外部區(qū)域與空氣之間的接觸較為頻繁,但內(nèi)部與空氣的接觸具有局限性。為了保證石油天然氣管道工程內(nèi)部金屬離子的穩(wěn)定性,需要在使用內(nèi)部防腐技術(shù)的過程中,保障技術(shù)操作的可行性、合理性和科學(xué)性,在全面規(guī)避腐蝕反應(yīng)的基礎(chǔ)上,降低腐蝕反應(yīng)問題的出現(xiàn)幾率,突出內(nèi)部防腐技術(shù)應(yīng)用的重要作用,為石油天然氣管道工程項(xiàng)目的開展奠定良好的基礎(chǔ)。
例如:從2004年3月開始,某公司組織專門人員對(duì)新型油套管防腐工藝方案進(jìn)行了選擇論證。先后對(duì)國(guó)內(nèi)各油田應(yīng)用比較多的鎳磷鍍防腐技術(shù)、真空滲氮防腐技術(shù)、環(huán)氧粉末靜電噴涂技術(shù)、液態(tài)涂料無氣噴涂技術(shù)、玻璃鋼和不銹鋼內(nèi)襯防腐技術(shù)等進(jìn)行了廣泛的對(duì)比研究。根據(jù)對(duì)中石油、中石化、中海油有關(guān)專家的意見和建議,經(jīng)過考察和論證,最終研發(fā)國(guó)際和國(guó)內(nèi)先進(jìn)的“液態(tài)涂料高速旋轉(zhuǎn)噴涂技術(shù)”,對(duì)油套管及集輸管道內(nèi)表面進(jìn)行內(nèi)防腐[5]。
②內(nèi)壁腐蝕反應(yīng)控制措施。首先,可以使用添加緩釋劑的方法,加大對(duì)內(nèi)壁腐蝕反應(yīng)控制力度,在使用此類操作方法時(shí),所需用的費(fèi)用成本相對(duì)較低,但實(shí)際所獲得的反腐成效較為優(yōu)良?,F(xiàn)階段在篩選緩蝕劑的過程中,通常是以復(fù)合型為主。其次,還可以使用內(nèi)涂層和襯里保護(hù)的措施,在涂層的作用下,可以對(duì)管道和相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行阻隔,避免管道本身與容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行接觸,并順利阻隔管道與腐蝕性物質(zhì)之間的接觸,從根本層面入手對(duì)腐蝕問題發(fā)生的可能性予以全面規(guī)避。最后,在石油天然氣管道工程作業(yè)的實(shí)施過程中,需要從運(yùn)輸管道等層面入手,將一定量的鉻元素放置于運(yùn)輸管道中,使金屬物質(zhì)在受到二氧化碳腐蝕作用時(shí),能夠在鉻元素的作用下,使整體腐蝕效率得以減緩。另外,還可以采用添加乙二醇等物質(zhì)的方式,保障乙二醇用量的合理性,使其能夠發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)和效用,對(duì)管道內(nèi)部所形成的水合物加以抑制,通過阻止水合物的形成,減緩了管道的腐蝕速度。
(4)緩蝕防腐技術(shù)。在使用緩蝕劑的過程中,能夠結(jié)合管道內(nèi)部的腐蝕反應(yīng)情況進(jìn)行抑制,發(fā)揮出了緩蝕劑的優(yōu)良性能,提高管道的防腐能力。不僅如此,在使用緩蝕防腐技術(shù)的過程中,通常需要結(jié)合石油天然氣管道工程的實(shí)際情況,從管道區(qū)域的內(nèi)部情況入手,為緩蝕劑的放置提供充足的空間支持,保障緩蝕劑用量的適宜性。除此之外,不同類型的管道工程,可以通過使用緩蝕防腐技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)管道腐蝕問題的全面規(guī)避,延長(zhǎng)管道工程的使用周期。在合理使用緩蝕防腐技術(shù)時(shí),能夠?yàn)槭吞烊粴夤艿拦こ套鳂I(yè)的開展提供助力支持,發(fā)揮出防腐技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和效用。
例如:在中原油田中,緩蝕劑的適應(yīng)性及合理的加藥方案,使區(qū)塊油井腐蝕得到有效控制。緩蝕劑使用前,依據(jù)油氣田的實(shí)際工況環(huán)境,進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià),確定合適加藥濃度、工藝,制定出科學(xué)加藥方案。緩蝕劑預(yù)膜非常重要,定期做好預(yù)膜,可以優(yōu)化緩蝕劑使用效果。油井作業(yè)后,先進(jìn)行預(yù)膜處理,再正常加藥,在連續(xù)加藥井后,必須進(jìn)行預(yù)膜。
現(xiàn)階段在石油天然氣管道工程項(xiàng)目的發(fā)展過程中,為關(guān)鍵防腐技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展提供了廣泛的空間支持,需要積極的引進(jìn)先進(jìn)性和科學(xué)化的防腐技術(shù),對(duì)石油天然氣管道予以妥善處理。若防腐技術(shù)在使用階段出現(xiàn)問題,或者直接失去了原有的效用時(shí),那么則會(huì)導(dǎo)致管道的防腐措施不具備實(shí)效性。對(duì)于現(xiàn)階段的防腐技術(shù)予以分析可以看出,通常是以處理化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕等問題為主,在生物腐蝕的問題處理過程中,無法獲得較為明顯的效果。在通常情況下,只能采取相應(yīng)的干預(yù)手段,對(duì)生物和管道之間的直接接觸予以干預(yù),所以無法優(yōu)化最終的防防腐蝕效果[6]。
為此,在石油天然氣管道防腐技術(shù)的發(fā)展過程中,還需要對(duì)相關(guān)防腐材料的性能和優(yōu)勢(shì)予以深入研究,在全面分析的基礎(chǔ)上,將防腐材料作為關(guān)鍵防腐技術(shù)研究項(xiàng)目中的重點(diǎn)內(nèi)容,為此類項(xiàng)目的開展提供技術(shù)支持,促進(jìn)石油天然氣管道工程的規(guī)模化發(fā)展。在石油天然氣管道工程施工作業(yè)中,需要加大對(duì)防護(hù)措施的開發(fā)力度,對(duì)防腐環(huán)境予以全面改善,提高管道的防腐蝕水平。石油天然氣管道工程,具有長(zhǎng)遠(yuǎn)化和長(zhǎng)期性的特點(diǎn),需要在開展防腐施工作業(yè)的基礎(chǔ)上,滿足石油天然氣管道工程的高效化發(fā)展趨勢(shì),提高防腐技術(shù)的應(yīng)用水平,實(shí)現(xiàn)對(duì)腐蝕問題的全面規(guī)避。采取有效防腐處理措施,在石油天然氣管道的使用過程中,加大對(duì)管道施工作業(yè)的控制力度,發(fā)揮出防腐干預(yù)措施的實(shí)際效用。
在石油天然氣管道工程的發(fā)展過程中,需要采取有效防腐處理措施,避免對(duì)石油、天然氣等資源的運(yùn)輸造成不良影響,在減少腐蝕干擾的情況下,提高石油天然氣管道工程的穩(wěn)定性。在關(guān)鍵腐蝕技術(shù)的發(fā)展過程中,將其應(yīng)用于石油天然氣管道工程項(xiàng)目中,從而營(yíng)造安全、穩(wěn)定的石油天然氣運(yùn)輸環(huán)境,不僅可以提高石油天然氣管道工程的運(yùn)輸效率,還可以在規(guī)避腐蝕問題的情況下,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)水平的提升。