楊春龍（湛江南海西部石油合眾近海建設(shè)有限公司，廣東湛江524051）

探討海洋石油平臺(tái)工藝管線的防腐技術(shù)

楊春龍（湛江南海西部石油合眾近海建設(shè)有限公司，廣東湛江524051）

本文分析了工藝管線腐蝕原因及形式，并在此基礎(chǔ)上探討了海洋石油平臺(tái)工藝管線的防腐技術(shù)，包括工藝管線外部防腐技術(shù)及工藝管線內(nèi)部防腐技術(shù)。此外，還結(jié)合工程實(shí)例深入分析了工藝管線防腐技術(shù)的應(yīng)用情況。

工藝管線；石油平臺(tái)；海洋；防腐技術(shù)

海洋石油在全球石油總量中所占的比例約為35%，具有極大的開發(fā)潛力。在開采海洋石油時(shí)需要依賴石油平臺(tái)，工藝管線是石油平臺(tái)的重要組成部分，對(duì)于深海環(huán)境中的石油平臺(tái)而言，優(yōu)化選擇管線防腐技術(shù)具有非常重要的意義［1］。

一、工藝管線腐蝕原因及形式

海洋工藝管線長期受到海洋惡劣環(huán)境的影響，包括波浪沖擊、鹽霧、陽光暴曬等，再加上存在海水體系相對(duì)復(fù)雜，濕度與溫度隨時(shí)可能發(fā)生變化，海洋生物的不斷侵蝕等因素，因此工藝管線的腐蝕速率較快，需要合理運(yùn)用管線防腐技術(shù)。從目前的情況來看，海洋工藝管線腐蝕形式主要分為均勻腐蝕與局部腐蝕兩種。1.均勻腐蝕指的是輸送含酸性氣體（H2S）的油氣時(shí)，酸性氣體與管線中的水流結(jié)合導(dǎo)致管線表面出現(xiàn)的均勻腐蝕現(xiàn)象。2.局部腐蝕指的是工藝管線出現(xiàn)的區(qū)域性腐蝕問題，包括電偶腐蝕、點(diǎn)腐蝕、氫脆、應(yīng)力腐蝕及晶間腐蝕等。此外，海洋石油平臺(tái)中的工藝管線需要儲(chǔ)運(yùn)多種流體，包括含油污水、水、天然氣及原油等，在管線與各類介質(zhì)接觸的過程中也引起內(nèi)表面出現(xiàn)腐蝕問題。

二、海洋石油平臺(tái)工藝管線的防腐技術(shù)分析

1.工藝管線外部防腐技術(shù)

為了避免工藝管線外部受到嚴(yán)重腐蝕，則可以采用以下防腐技術(shù)：（1）合理選材。可選擇耐腐蝕性能較好的材料作為海洋平臺(tái)石油工藝管線的防腐蝕保護(hù)層，如鎳鋁合金、鈦合金、銅鎳合金、鋁青銅等，如需要采用不銹鋼、雙相不銹鋼的工藝管線，則需要預(yù)防點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。（2）灘涂區(qū)及大氣區(qū)防腐。對(duì)于灘涂區(qū)中的管線，應(yīng)結(jié)合涂層防腐與陰極保護(hù)技術(shù)。對(duì)于大氣區(qū)管線，則優(yōu)先采用涂層防腐技術(shù)，同時(shí)采用光滑及無縫型構(gòu)件。此外，可采用抗腐蝕能力較強(qiáng)的ASTMA537A-Cl-1型鋼作為海洋石油平臺(tái)工藝管線鋼樁、支撐件及導(dǎo)管架的材料。（3）飛濺區(qū)與全浸區(qū)防腐。應(yīng)在飛濺區(qū)的工藝管線外部設(shè)置厚度為13mm-19mm的防腐鋼板，同時(shí)設(shè)置包覆層及防腐層增強(qiáng)抗腐蝕能力。防腐層應(yīng)選用玻璃纖維、玻璃鱗片等，防腐層厚度控制在1mm-5mm即可［2］。包覆層可采用90/10Cu-Ni或70/30Ni-Cu合金，在施工時(shí)可采用焊接或箍扎工藝將合金包覆于工藝管線表面。對(duì)于全浸區(qū)中的工藝管線，應(yīng)采用陰極保護(hù)與涂層保護(hù)相結(jié)合的防腐方案。注意盡量簡化管線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)先設(shè)計(jì)為環(huán)形斷面，以減少錨釘或螺栓及防止出現(xiàn)電流屏蔽問題，盡量避免采用T型或L型斷面。此外，應(yīng)使用連續(xù)焊接工藝，并控制好焊縫質(zhì)量。

2.工藝管線內(nèi)部防腐技術(shù)

工藝管線內(nèi)部防腐技術(shù)分為以下幾種：（1）選用耐腐蝕性能較強(qiáng)的合金鋼。酸性氣體是造成管線內(nèi)部腐蝕的主要原因，為了有效對(duì)抗酸性氣體腐蝕，可以選用雙相、奧氏體、鐵素體及馬氏體不銹鋼，以上幾類不銹鋼均具有耐晶間腐蝕力強(qiáng)、室溫脆性小、韌性及塑性高的特點(diǎn)，可以有效減慢工藝管線的腐蝕速率；但由于價(jià)格較高，通常被應(yīng)用于海洋石油平臺(tái)工藝管線的建設(shè)工作中，在建設(shè)海管時(shí)應(yīng)考慮工程建設(shè)的實(shí)際條件。（2）改變工藝管線使用環(huán)境。首先，可以將甲醇、DEG、MEG加入到管線內(nèi)部，以便可以將游離水沖淡及阻止生成水合物，也可在管線中添加水合物形成抑制劑及PH穩(wěn)定劑。其次，應(yīng)注意控制環(huán)境溫度［3］?？稍跍囟容^低的部分應(yīng)用碳鋼材質(zhì)的管線，溫度較高時(shí)則采用沒有設(shè)置隔熱層的合金鋼。（3）電化學(xué)防腐及覆蓋層防腐。在采用陰極保護(hù)技術(shù)時(shí)，需要將犧牲陽極負(fù)值控制在合理范圍內(nèi)，以免導(dǎo)致陰極出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象；同時(shí)要保證電流效率高而穩(wěn)定，且材料價(jià)格低廉及不會(huì)對(duì)海洋環(huán)境造成污染?？梢栽诠芫€內(nèi)部采用熱鍍或電鍍的方法將金屬防腐材料涂于管線表面，以形成金屬涂層；同時(shí)可以采用有機(jī)涂層、無機(jī)涂層進(jìn)行防腐。

3.應(yīng)用實(shí)例

某海洋石油平臺(tái)中的工藝管線總長度為40.8km，管線的大部分位于海洋海泥區(qū)、全浸區(qū)，登陸段多覆蓋于拋石及土壤下。經(jīng)考察后發(fā)現(xiàn)引起管線腐蝕的主要因素為海泥腐蝕及海水腐蝕。海底管線的口徑為920.7mm，近岸段為API-5L-X70鋼管，管線壁厚為23.6mm，設(shè)計(jì)使用壽命45年；海底段為API-5L-X65鋼管，管線壁厚為21.5mm，設(shè)計(jì)使用壽命45年。該工藝管線的防腐技術(shù)為陰極保護(hù)技術(shù)結(jié)合涂層技術(shù)：（1）陰極保護(hù)材料為銦--鋅---鋁系統(tǒng)犧牲陽極，設(shè)計(jì)為手鐲狀。（2）管線外涂層材料為三層聚乙烯，近岸段涂層厚度為4.2mm，海泥區(qū)段為2.8mm；內(nèi)涂層材料為環(huán)氧樹脂漆，近岸段涂層厚度為3.1mm，海泥區(qū)段為1.5mm。

三、結(jié)語

由于工藝管線防腐是一項(xiàng)長期、復(fù)雜且艱巨的工程，且必須確保防腐措施能夠貫穿工藝管線的整個(gè)生命周期，因此需要根據(jù)石油平臺(tái)的具體情況合理應(yīng)用防腐技術(shù)，同時(shí)積極深入研究優(yōu)化防腐技術(shù)的方法，從而加快海洋石油生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。

［1］喬靖杰，吉成林，文長法，張衛(wèi)正，張翔.玻璃纖維增強(qiáng)乙烯基酯（GRVE）管線材料的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)［J］.化學(xué)工程與裝備，2012（2）：34-36.

［2］秦建寧.高速公路與石油、天然氣管線交叉（伴行）問題的解決方案研究探析［J］.城市道橋與防洪，2012（6）：79-81.

［3］唐曉娟.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)在海上壓力容器和壓力管線的應(yīng)用研究［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（9）：45.