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青海油田集輸管線電化學腐蝕及防護

文檔作者：杜光輝苗李麗郭海生張丹瑤孫智偉		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年01月23日
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i式驗鄙究 杜光輝等：青海油田集輸管線電化學腐蝕及防護
青海油田集輸管線電化學腐蝕及防護
杜光輝 苗李麗 郭海生 張丹瑤 孫智偉
摘要：針對青海油田油氣集輸管線設(shè)計了動態(tài)、靜態(tài)腐蝕試片試驗，確定集輸系統(tǒng)的
腐蝕原因。分析了介質(zhì)溫度、cl一和HCO3-濃度、礦化度及pH值等因素對腐蝕速率的影
響。結(jié)果表明：動態(tài)腐蝕速率實驗結(jié)果更符合實際情況，且各介質(zhì)腐蝕均為均勻腐
蝕，未見點蝕；從能譜分析結(jié)果可以看出，20 鋼發(fā)生了較為嚴重的腐蝕，腐蝕形態(tài)以
均勻腐蝕為主；cI一、HCO 一濃度及介質(zhì)溫度是影響該地區(qū)集輸管道腐蝕的主要因素。
為此提出了相應的腐蝕防護措施： 摻水鋼質(zhì)管線可采用環(huán)氧粉末涂層作為內(nèi)防腐涂
層；對于腐蝕性強的重點部位可選用3P~E60作為管線材質(zhì)。
關(guān)鍵詞：油氣管道；腐蝕機理；集輸系統(tǒng)；腐蝕速率；點蝕
Do i：10．3969／j．issn．1006-6896．2016．3．012
Electrochem ical Corrosion and Protection of Gathering and TranspOrtatiOn
Pipelines in Qinghai Oilfield
Du Guanghui， M iao LiIi， Gu0 H aisheng， Zhang Danyao， Sun Zhiwei
Abst r act： Dynam ic and static corrosion test pieces of oil and gas gathering and tran sporta—
tion pipeline in Qinghai oilfield(：Ire designed， and the corrosion cau ses of the gathering and
transportation system are c0nf1rmed． The etTects of ternperatu re， Cl一， HC03一， salinity and
pH value on the corrosion rate were analyzed． The resuIts shOW that the experimentaI resuIts
。f the dynamic corrosion rate are more practica1． and the corrosion of the medium is uni—
f．orm ． and no pitting corrosion i s FO und． The energy spectrum analysis shows that the corro—
sion of 20 steel i s more serious． and the corrosion is mainly cau sed by unifOrm corrosion．
The concentration of HCO 3一， CI—and tern peratu re are the main factors for the corrosion in
the gathering and tran sportation pipelines in this area．And put forward the corresponding pro—
tective measu res to restrain the corrosion． such as water pipeline steel can be u sed as epoxy
powder coating anticorrosion coating；corrosion resistance fo r key parts of the 3R E60 can be
chosen as the Pipe[ine materia[．
Key words： oi【and gas pipelines； corrosion mechanism ； gathering and trdnsp0rtdtion sys—
tem ； corrosion rate； Pitting corrosion
油氣管道的腐蝕普遍存在于油氣開采、集輸?shù)?
整個工藝過程中，管內(nèi)環(huán)境是造成腐蝕的主要因素 。
油氣管道的服役環(huán)境復雜多變，油管所處腐蝕環(huán)境
特點包括：① 氣、水、烴、固體顆粒共存的多相流
腐蝕介質(zhì)； ② 高溫I高壓環(huán)境， 超臨界環(huán)境； ③
H S、CO 、0 、CI一和水是油氣田最主要的腐蝕介
質(zhì)。點蝕、沖刷腐蝕、應力腐蝕、氫脆、垢下腐蝕
等引起油管穿孔和爆裂，導致管柱掉井、油氣泄
漏、井噴、火災和環(huán)境污染等，油管腐蝕每年給我
國造成的直接經(jīng)濟損失達數(shù)億元，間接損失難以
估計。
近年來，青海油田各采油廠集輸管線大都存在
不同程度的腐蝕穿孔現(xiàn)象，頻繁發(fā)生腐蝕穿孔泄漏
事故，甚至導致生產(chǎn)不能正常進行。通過對青海油
田不同區(qū)域集輸管線進行現(xiàn)場調(diào)查，對管材、腐蝕
產(chǎn)物和介質(zhì)進行取樣化驗分析，發(fā)現(xiàn)集水系統(tǒng)管線
( 水管、污水管、油水混輸管道等)最易發(fā)生腐
蝕穿孔泄漏。
青海油田羆油三廠開發(fā)室 青海油田 油 廠 青海油田分公司管道輸油處中灶火站
青海油田 油一廠 油工藝研究所 舂海油田 氣三廠
38 油氣田l也面工程http：fwww．uqtdmgc．ci3m

i式驗研究 杜光輝等：青海油田集輸管線電化學腐蝕及防護
分析不同溫度條件下2O 鋼的腐蝕速率(圖1)。由
圖1可知，隨著溫度的升高，腐蝕速率增大，由于
40 80。C基本接近于20 鋼管的工作溫度，所以腐
蝕速率增加較快，容易加劇腐蝕。電極反應隨著溫
度升高而加劇，更加促進了腐蝕反應；同時氧的溶
解度隨著溫度升高而降低，減緩腐蝕速率，但對封
閉集輸系統(tǒng)，氧濃度基本恒定，溫度升高會加劇碳
鋼的腐蝕速率，且溫度過高會破壞鈍化膜 。
lO ZO 30 40 50 00 70 80 g0 100
溫度／'c
圖1 溫度對腐蝕速率的影響
(2)C1一含量。介質(zhì)溶液不變，測試了不同溫
度不同cl一濃度對20 鋼的腐蝕速率影響。從實驗結(jié)
果可以看出，C1一濃度小于3 000 mg／L時，腐蝕速率
隨著Cl～濃度增加而增大；當C1一濃度大于3 000 mg／L
時，隨Cl一濃度增大，腐蝕速率逐漸減緩，因為Cl一
濃度增加，吸附在金屬表面的去極化劑離子部分被
Cl一取代， 阻礙腐蝕反應繼續(xù)進行，從而減緩了
腐蝕。
(3)HCO~含量。HCO~含量對金屬腐蝕的影響
較大，測試了中轉(zhuǎn)站摻水在5O、60、7O、8O。C條
件下HCO~濃度對腐蝕速率影響。由實驗結(jié)果可看
出，80。C時，HCOf濃度對腐蝕速率的影響最為顯
著。隨著HCO~濃度增大，腐蝕速率增大，直至濃
度增至3 000 mg／L，腐蝕速率最大， 之后隨著
HCO。一濃度增大而減小。由于該集輸系統(tǒng)水質(zhì)
HCO~含量在2 000 3 000 mg／L之間，所以HCO。一
含量是造成腐蝕主要原因之一。
(4)礦化度。測試了不同礦化度條件下20 鋼
的腐蝕速率，結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，
隨著礦化度的增大，腐蝕速率增大，當?shù)V化度為
20 000 mg／L，腐蝕速率達到最大，因為隨著礦化度
40
圖2 礦化度對腐蝕速率的影響
增大，溶液中離子濃度增大，導致電導率增強，電
化學反應加劇，因此腐蝕速率增大。之后腐蝕速率
又隨著礦化度增大而逐漸減小，因為離子濃度增大
至一定程度會導致離子結(jié)垢傾向增強，所以腐蝕速
率減小。
(5) pH值?，F(xiàn)場介質(zhì)pH值介于8 9，對腐
蝕速率影響不大。
3 防護措施
集輸管道主要的防腐措施包括涂防腐絕緣層
法、犧牲陽極法、外加電流法以及通過連接線控制
雜散電流等，而合理的腐蝕防護應針對產(chǎn)生腐蝕的
原因做出具體分析?？刹扇∫韵聭獙Υ胧簱剿?
質(zhì)管線可采用環(huán)氧粉末涂層作為內(nèi)防腐涂層；對于
腐蝕性強的重點部位可選用3RE60作為管線材質(zhì)；
對于回油管線腐蝕穿孔嚴重部位，可采用環(huán)氧粉末
涂層作為內(nèi)防腐涂層。
4 結(jié)論
針對青海油田油氣集輸管線設(shè)計了動態(tài)、靜態(tài)
腐蝕試片試驗，確定集輸系統(tǒng)的腐蝕原因，分析了
介質(zhì)溫度、C1一、HCO3濃度、礦化度及pH值等因
素對腐蝕速率的影響，得出以下結(jié)論：
(1)動態(tài)腐蝕速率實驗結(jié)果更符合實際情況，
通過介質(zhì)腐蝕狀況可知中轉(zhuǎn)站介質(zhì)為高級別腐蝕，
其余為中級別腐蝕。
(2)能譜結(jié)果分析顯示，2O 鋼發(fā)生了較為嚴
重的腐蝕，腐蝕形態(tài)以均勻腐蝕為主。
(3)C1一、HCO~濃度及介質(zhì)溫度是影響該地區(qū)
集輸管道腐蝕的主要原因。
參考文獻
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作者簡介
杜光輝：2011年畢業(yè)于成都理T 大學，研究方向為油田開
發(fā)，17792547735，280515144@qq．com，陜西省西安市雁塔
區(qū)電子二路東段18號，710065。
收稿日期2015—12-16
(欄0編輯 拐軍)

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