科技是國(guó)家強(qiáng)盛之基，創(chuàng)新是民族進(jìn)步之魂。在中石化西北油田分公司科研園區(qū)石油工程技術(shù)研究院防腐實(shí)驗(yàn)室，隨著三維表面形貌儀工作結(jié)束的嘀嘀聲，一張金屬掛片試樣的3D腐蝕形貌清晰地展示在趙海洋院長(zhǎng)帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)成員面前，短暫的平靜之后是大伙兒興奮的歡呼和雷鳴的掌聲，又一項(xiàng)全新的金屬點(diǎn)腐蝕定量評(píng)價(jià)方法從此誕生，并成功應(yīng)用到油田集輸管道腐蝕防治中。

    塔河油田是我國(guó)的一個(gè)古生界海相億噸級(jí)大油田，地處新疆塔里木盆地北部塔里木河上中游胡楊林生態(tài)保護(hù)區(qū)。采出液具有“五高一低”強(qiáng)腐蝕性特點(diǎn)，集輸工況高溫、高壓，隨著開(kāi)發(fā)歷程延伸，腐蝕問(wèn)題成為制約安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效的瓶頸。

    中石化西北油田分公司石油工程技術(shù)研究院是中石化西北地區(qū)規(guī)模較大的工程技術(shù)研究中心，是西北油田分公司工程技術(shù)的參謀部和技術(shù)研發(fā)基地，主要承擔(dān)著油氣田鉆井、采油、測(cè)試、地面、防腐等技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。為了解決塔河油田苛刻腐蝕環(huán)境下集輸管道突出的腐蝕問(wèn)題，趙海洋帶領(lǐng)的腐蝕防治科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)腐蝕機(jī)理腐蝕規(guī)律、腐蝕監(jiān)檢測(cè)、腐蝕防治等一系列關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)攻關(guān)，形成了適用油田介質(zhì)環(huán)境的集輸管道腐蝕防治技術(shù)體系并工業(yè)化應(yīng)用，保障了油田高質(zhì)高效安全環(huán)保開(kāi)發(fā)。

    就原理而言，塔河油田“五高一低”強(qiáng)腐蝕性是指集輸管道是以H2S為主導(dǎo)的高H2S含量、低H2S分壓下電化學(xué)腐蝕機(jī)理，F(xiàn)exSy腐蝕產(chǎn)物膜受到Cl-、O2破壞形成點(diǎn)蝕通道，在如此環(huán)境下，油氣集輸管道表現(xiàn)出“點(diǎn)腐蝕為主、均勻腐蝕為輔”的腐蝕規(guī)律。這種環(huán)境下所形成的有沉積物下20#鋼點(diǎn)腐蝕是無(wú)沉積物下點(diǎn)腐蝕速率的8—20倍，溶解氧促進(jìn)H2S/CO2腐蝕進(jìn)程有氧環(huán)境腐蝕速率是無(wú)氧環(huán)境12.3倍腐蝕。金屬管道出現(xiàn)孤立蝕坑、連接蝕坑群、溝槽狀、潰瘍狀四種腐蝕形貌，非金屬管道則出現(xiàn)樹(shù)脂纖維剪斷、材質(zhì)降解、熱熔膠老化三種腐蝕形貌，并且大部分集中在管道底部、管道下游、流態(tài)變化、高程差變化、支線入口、管對(duì)接焊、螺旋管焊縫及PVC內(nèi)襯。

    管道的防腐要從監(jiān)測(cè)開(kāi)始，沒(méi)有相應(yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)何談后續(xù)治理。在塔河油田，傳統(tǒng)掛片失重法監(jiān)測(cè)不能準(zhǔn)確反映實(shí)際介質(zhì)變化引起的腐蝕速率，也不能準(zhǔn)確捕獲點(diǎn)腐蝕信息，傳統(tǒng)掛片失重檢測(cè)評(píng)價(jià)方法也無(wú)法準(zhǔn)確定量評(píng)價(jià)點(diǎn)腐蝕。趙海洋團(tuán)隊(duì)研發(fā)了管道內(nèi)掛片法腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，以實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)腐蝕狀況的真實(shí)信息捕獲，并建立了點(diǎn)腐蝕定量評(píng)價(jià)方法，使管道內(nèi)點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率提高了65%，管道內(nèi)腐蝕狀況得到真實(shí)反應(yīng)。點(diǎn)腐蝕定量評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)蝕深度、開(kāi)口尺寸、點(diǎn)蝕密度的腐蝕程度精細(xì)描述，評(píng)價(jià)精度提高10倍，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕概率提高10%，工作效率提高1倍。

    被腐蝕的管道如何治理？一方面，針對(duì)金屬管道焊縫熱影響區(qū)裂紋缺陷問(wèn)題，趙海洋團(tuán)隊(duì)采用碳纖維補(bǔ)強(qiáng)“五環(huán)四軸”濕纏繞層技術(shù)，使管道焊縫裂紋缺陷薄弱部位承壓能力達(dá)到無(wú)缺陷部位的強(qiáng)度，確保管道在服役周期內(nèi)安全可靠運(yùn)行。另一方面，針對(duì)腐蝕嚴(yán)重而鋼骨架存在，具有修復(fù)利用價(jià)值的金屬管道，集成創(chuàng)新了低成本埋地管道非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)，為解決內(nèi)穿插管材耐溫問(wèn)題和抗氣體滲透問(wèn)題，研發(fā)了抗蝕耐溫75℃的HTPO修復(fù)材質(zhì)，實(shí)現(xiàn)超稠油集輸管道內(nèi)襯修復(fù)，研發(fā)了提高氣體滲透系數(shù)4個(gè)數(shù)量級(jí)的高阻隔HBPE管材，實(shí)現(xiàn)天然氣集輸管道內(nèi)襯修復(fù)，涂層風(fēng)送擠涂修復(fù)技術(shù)，在管道內(nèi)涂覆聚合物砂漿加強(qiáng)層+無(wú)溶劑環(huán)氧過(guò)渡層+無(wú)溶劑環(huán)氧防腐層的三層防腐結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多彎頭、小口徑的單井管道修復(fù)。

    新建設(shè)的管道如何防護(hù)呢？趙海洋團(tuán)隊(duì)通過(guò)鋼種改進(jìn)，研發(fā)了適合于H2O-H2S-CO2-Cl-共存的腐蝕環(huán)境體系工況、性價(jià)比高的抗點(diǎn)蝕新鋼種管材BX245-1Cr，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與20#相比點(diǎn)腐蝕速率降低37.8%，均勻腐蝕速率降低11.0%；通過(guò)非金屬管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研發(fā)了芳胺固化+0.5mm厚富含環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)襯層+承插式連接的熱固性非金屬管材，解決了雅克拉氣田高CO2、高流速?zèng)_刷腐蝕問(wèn)題，參編多項(xiàng)非金屬管?chē)?guó)標(biāo)和行標(biāo)，推動(dòng)了行業(yè)進(jìn)步；制定企標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了塔河油田非金屬管標(biāo)準(zhǔn)化選材和規(guī)范化應(yīng)用；創(chuàng)新了固含量99.5%無(wú)溶劑環(huán)氧樹(shù)脂涂料配套正、反雙向風(fēng)送擠涂施工技術(shù)，解決了單向擠涂涂層厚度不均難題，實(shí)現(xiàn)了DN80—DN100口徑管道內(nèi)涂層補(bǔ)口；創(chuàng)新應(yīng)用了緩蝕劑“預(yù)膜—連續(xù)加注—批處理”藥劑防護(hù)技術(shù)，達(dá)到了緩蝕劑預(yù)膜厚度0.1mm目標(biāo)值，控制管道點(diǎn)腐蝕速率0.016mm/a，保證了天然氣安全輸送。

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國(guó)內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)，我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org

責(zé)任編輯：劉洋

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事

投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：fsfhzy666@163.com
中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414