油氣設施腐蝕失效形式及控制措施
近(jin)年來(lai),隨著我國油氣(qi)田深度開發(fa)和油氣(qi)管道建設飛速發(fa)展,油氣(qi)井、集(ji)輸管線和長(chang)輸管線的(de)腐(fu)蝕(shi)問題日益突出,給腐(fu)蝕(shi)控制工作帶來(lai)極大挑戰,同時也要(yao)求更(geng)多專(zhuan)業技術人員充分(fen)了解石油天然氣(qi)工業中的(de)腐(fu)蝕(shi)特點,通過(guo)不斷的(de)技術進步(bu)和應用實踐(jian),減輕(qing)或避免腐(fu)蝕(shi)帶來(lai)的(de)危害。
油(you)氣工業的生產流程
油(you)氣(qi)工業的生(sheng)產(chan)大(da)體包括油(you)氣(qi)開采、油(you)氣(qi)集輸和油(you)氣(qi)儲運等過程(cheng)。
油(you)(you)氣(qi)(qi)開(kai)(kai)采的(de)任(ren)務是通過一(yi)系列(lie)可作用于油(you)(you)藏的(de)工(gong)程(cheng)技術措施,使油(you)(you)、氣(qi)(qi)由(you)儲(chu)層(ceng)暢(chang)流進入井(jing)筒,并(bing)高效率地(di)將其舉升(sheng)到地(di)面進行分(fen)離(li)和(he)(he)計量,其目標是經濟有效地(di)提高油(you)(you)氣(qi)(qi)井(jing)產量和(he)(he)油(you)(you)氣(qi)(qi)采收率。采油(you)(you)工(gong)程(cheng)系統有兩大組成部(bu)分(fen):一(yi)是具有一(yi)定儲(chu)存和(he)(he)流動特性的(de)孔隙或裂縫介(jie)質系統,即油(you)(you)藏;二是人工(gong)建造系統,包括井(jing)底、井(jing)筒、井(jing)口裝置、采油(you)(you)設備(bei)、注水設備(bei)以(yi)及地(di)面集輸、分(fen)離(li)和(he)(he)儲(chu)存設備(bei)等(deng)。在(zai)油(you)(you)氣(qi)(qi)開(kai)(kai)采中(zhong),往往是油(you)(you)中(zhong)含氣(qi)(qi)(伴(ban)生氣(qi)(qi)),或氣(qi)(qi)中(zhong)含油(you)(you),所以(yi)氣(qi)(qi)田開(kai)(kai)采工(gong)藝一(yi)般包括油(you)(you)的(de)生產工(gong)藝。
在油(you)田,將各(ge)油(you)井(jing)生產出(chu)來的(de)原油(you)、天(tian)然氣(qi)等混(hun)合(he)物進(jin)行收(shou)集(ji)、儲(chu)運、分離(li)、凈化的(de)各(ge)種工藝(yi)裝置(zhi)和管(guan)路連接起來的(de)完整系統稱為油(you)氣(qi)集(ji)輸(shu)流(liu)程,簡稱集(ji)輸(shu)流(liu)程。
油(you)井產(chan)出(chu)的(de)(de)(de)多(duo)相混(hun)(hun)合(he)(he)物經單井管(guan)線(或(huo)(huo)經計量(liang)(liang)后(hou)的(de)(de)(de)混(hun)(hun)輸(shu)(shu)(shu)管(guan)線)混(hun)(hun)輸(shu)(shu)(shu)至(zhi)集中處(chu)理站(zhan)(zhan)(集中處(chu)理站(zhan)(zhan)也稱(cheng)為油(you)氣(qi)(qi)(qi)集輸(shu)(shu)(shu)聯(lian)合(he)(he)站(zhan)(zhan)),在(zai)(zai)聯(lian)合(he)(he)站(zhan)(zhan)內首先進(jin)行氣(qi)(qi)(qi)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離,然后(hou)對(dui)分(fen)(fen)(fen)(fen)離后(hou)得到(dao)(dao)的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)相進(jin)一步進(jin)行油(you)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)離,通(tong)(tong)常稱(cheng)原(yuan)油(you)脫水(shui)(shui)(shui);脫水(shui)(shui)(shui)后(hou)的(de)(de)(de)原(yuan)油(you)在(zai)(zai)站(zhan)(zhan)內再進(jin)行穩(wen)定(ding)(ding)處(chu)理,穩(wen)定(ding)(ding)后(hou)的(de)(de)(de)原(yuan)油(you)輸(shu)(shu)(shu)至(zhi)礦場(chang)油(you)庫暫時儲存或(huo)(huo)直(zhi)接(jie)輸(shu)(shu)(shu)至(zhi)長輸(shu)(shu)(shu)管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)首站(zhan)(zhan);在(zai)(zai)穩(wen)定(ding)(ding)過(guo)程中得到(dao)(dao)的(de)(de)(de)石(shi)油(you)氣(qi)(qi)(qi)送至(zhi)輕烴(jing)回(hui)(hui)收(shou)裝(zhuang)置進(jin)一步處(chu)理;從油(you)水(shui)(shui)(shui)混(hun)(hun)合(he)(he)物中脫出(chu)的(de)(de)(de)含油(you)污(wu)水(shui)(shui)(shui)及泥(ni)砂等,進(jin)入聯(lian)合(he)(he)站(zhan)(zhan)內的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理站(zhan)(zhan)進(jin)行除油(you)、除雜質、脫氧(yang)、防腐等一系列(lie)處(chu)理,使之達到(dao)(dao)油(you)田地(di)層回(hui)(hui)注或(huo)(huo)環(huan)境(jing)保護要(yao)求的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)標準,再根據需要(yao),回(hui)(hui)注地(di)層或(huo)(huo)外排;對(dui)從氣(qi)(qi)(qi)液(ye)(ye)(ye)分(fen)(fen)(fen)(fen)離過(guo)程中得到(dao)(dao)的(de)(de)(de)天然氣(qi)(qi)(qi)(通(tong)(tong)常稱(cheng)為油(you)田伴生氣(qi)(qi)(qi)或(huo)(huo)油(you)田氣(qi)(qi)(qi)),進(jin)行干(gan)燥、脫硫等凈化(hua)處(chu)理后(hou),再進(jin)行輕烴(jing)回(hui)(hui)收(shou)處(chu)理,將(jiang)其(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)割為甲烷含量(liang)(liang)90%以上的(de)(de)(de)干(gan)氣(qi)(qi)(qi)和液(ye)(ye)(ye)化(hua)石(shi)油(you)氣(qi)(qi)(qi)、輕質油(you)等輕烴(jing)產(chan)品(pin),其(qi)中干(gan)氣(qi)(qi)(qi)輸(shu)(shu)(shu)至(zhi)輸(shu)(shu)(shu)氣(qi)(qi)(qi)管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)首站(zhan)(zhan),液(ye)(ye)(ye)化(hua)石(shi)油(you)氣(qi)(qi)(qi)和輕質油(you)等輕烴(jing)產(chan)品(pin)可直(zhi)接(jie)外銷。
油(you)(you)(you)(you)氣儲運,簡單講就(jiu)是(shi)油(you)(you)(you)(you)氣的(de)(de)儲存(cun)和輸(shu)運兩(liang)個(ge)過(guo)程。就(jiu)是(shi)將油(you)(you)(you)(you)田各油(you)(you)(you)(you)井生產的(de)(de)原油(you)(you)(you)(you)和油(you)(you)(you)(you)田氣進行(xing)收集、處理,將符合(he)外(wai)(wai)(wai)輸(shu)標準的(de)(de)原油(you)(you)(you)(you)儲存(cun)、計量(liang)(liang)后分別輸(shu)送至礦場、油(you)(you)(you)(you)庫或外(wai)(wai)(wai)輸(shu)站(zhan)的(de)(de)過(guo)程。為了保證(zheng)油(you)(you)(you)(you)田均衡、安全(quan)地生產,外(wai)(wai)(wai)輸(shu)站(zhan)或礦場油(you)(you)(you)(you)庫必(bi)須有滿(man)足一定(ding)儲存(cun)周期的(de)(de)油(you)(you)(you)(you)罐(guan)。儲油(you)(you)(you)(you)罐(guan)的(de)(de)數量(liang)(liang)和總容量(liang)(liang)應根據油(you)(you)(you)(you)田產量(liang)(liang)、工(gong)藝要求(qiu)確定(ding)。管道(dao)輸(shu)送是(shi)用(yong)油(you)(you)(you)(you)泵將原油(you)(you)(you)(you)從外(wai)(wai)(wai)輸(shu)站(zhan)直接向外(wai)(wai)(wai)輸(shu)送,具有輸(shu)油(you)(you)(you)(you)成本低、密(mi)閉連續運行(xing)等優點(dian),是(shi)最(zui)主要的(de)(de)原油(you)(you)(you)(you)外(wai)(wai)(wai)輸(shu)方法。
天(tian)然氣(qi)(qi)儲(chu)(chu)運(yun)的(de)流程包(bao)括(kuo):井場-集(ji)氣(qi)(qi)站(zhan)-凈化廠(增(zeng)壓(ya)站(zhan))-配(pei)氣(qi)(qi)站(zhan)(首站(zhan)-長(chang)輸管線的(de)穿跨越(yue)、中(zhong)間(jian)泵站(zhan)等(deng))-終點(門(men)站(zhan))-用戶(居民、化工(gong)廠等(deng))。目前(qian),天(tian)然氣(qi)(qi)儲(chu)(chu)存技術主要包(bao)括(kuo)液化天(tian)然氣(qi)(qi)(LNG)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)、地下儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)庫(UNGS)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)、水合物(NGH)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)、吸附(fu)天(tian)然氣(qi)(qi)(ANG)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)和近臨(lin)界流體(NCF)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)。
石油(you)(you)(you)(you)(you)儲(chu)(chu)運(yun)(yun)的(de)流程包括:油(you)(you)(you)(you)(you)田原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)(you)(you)開采→(管(guan))運(yun)(yun)輸(shu)(罐(guan))儲(chu)(chu)集(ji)→預處(chu)(chu)理(脫(tuo)水(shui)(shui)、輕(qing)烴(jing)回收(shou))→罐(guan)儲(chu)(chu)→(管(guan)、船)運(yun)(yun)→中轉(zhuan)站(油(you)(you)(you)(you)(you)庫(ku))→煉(lian)油(you)(you)(you)(you)(you)廠→產(chan)品罐(guan)儲(chu)(chu)→(管(guan)、船、火車、汽(qi)車)運(yun)(yun)→中轉(zhuan)站(油(you)(you)(you)(you)(you)庫(ku))→加油(you)(you)(you)(you)(you)站→銷售、使用。原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)(you)(you)從(cong)油(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)(自噴或(huo)抽油(you)(you)(you)(you)(you)機井(jing))經集(ji)油(you)(you)(you)(you)(you)管(guan)線(xian)輸(shu)至(zhi)集(ji)油(you)(you)(you)(you)(you)站,在集(ji)油(you)(you)(you)(you)(you)站進(jin)行適當的(de)油(you)(you)(you)(you)(you)氣分離、計量(liang)、增壓、加熱(re)。由(you)管(guan)道(油(you)(you)(you)(you)(you)氣混輸(shu)或(huo)油(you)(you)(you)(you)(you)氣分輸(shu))輸(shu)至(zhi)集(ji)油(you)(you)(you)(you)(you)總(zong)站對原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)(you)(you)進(jin)行輕(qing)烴(jing)回收(shou)、原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)(you)(you)穩定、含油(you)(you)(you)(you)(you)污水(shui)(shui)處(chu)(chu)理、氣體脫(tuo)水(shui)(shui)、脫(tuo)CO2和脫(tuo)硫等(deng)綜合(he)處(chu)(chu)理。經處(chu)(chu)理質量(liang)合(he)格(ge)后(hou)的(de)原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)(you)(you),進(jin)入首站(或(huo)原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)(you)(you)庫(ku)),由(you)長輸(shu)管(guan)線(xian)輸(shu)至(zhi)煉(lian)油(you)(you)(you)(you)(you)廠或(huo)碼頭(tou)。
油氣設施腐(fu)蝕失效形式
根據(ju)腐(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效的(de)(de)形式和腐(fu)蝕(shi)(shi)形貌,可以(yi)將導致油氣管(guan)道與設施失(shi)效的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)類型分為全(quan)面腐(fu)蝕(shi)(shi)、局(ju)部腐(fu)蝕(shi)(shi)和環(huan)境敏(min)感(gan)斷裂(lie)。目前(qian),油氣管(guan)道與設施的(de)(de)主(zhu)要(yao)材料為碳鋼(gang)、低合金(jin)鋼(gang)和不(bu)銹(xiu)鋼(gang)及耐蝕(shi)(shi)合金(jin)。全(quan)面腐(fu)蝕(shi)(shi)和局(ju)部腐(fu)蝕(shi)(shi)引起(qi)的(de)(de)失(shi)效主(zhu)要(yao)發生(sheng)(sheng)于碳鋼(gang)和低合金(jin)鋼(gang)材料,而局(ju)部腐(fu)蝕(shi)(shi)環(huan)境敏(min)感(gan)斷裂(lie)引起(qi)的(de)(de)失(shi)效多發生(sheng)(sheng)于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
油氣(qi)管道設(she)施的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)在宏觀(guan)上還可以分(fen)為內腐(fu)蝕(shi)和(he)外(wai)(wai)腐(fu)蝕(shi),內腐(fu)蝕(shi)主(zhu)要是管體內部由于(yu)輸(shu)送的(de)(de)油氣(qi)水多相流動介(jie)質(zhi)所導(dao)致的(de)(de)腐(fu)蝕(shi),外(wai)(wai)腐(fu)蝕(shi)主(zhu)要是管體外(wai)(wai)部遭受的(de)(de)土(tu)壤、地(di)下水和(he)微生物引(yin)起的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。油氣(qi)管材的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)問題由于(yu)其接觸(chu)介(jie)質(zhi)的(de)(de)多樣性,腐(fu)蝕(shi)形式復雜,往往給工程技術人(ren)員帶(dai)來諸多困惑。
為了(le)能夠更(geng)好地使(shi)工(gong)程技術人員從(cong)不同層次了(le)解腐(fu)(fu)蝕(shi)問題,本書后面的(de)(de)(de)章節(jie)分別從(cong)油(you)氣工(gong)業的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)環境特點、腐(fu)(fu)蝕(shi)發生發展的(de)(de)(de)不同層次,以(yi)及(ji)具體(ti)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)類型及(ji)其機理等方面介紹油(you)氣工(gong)業典(dian)型的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)問題,既包(bao)括(kuo)(kuo)人們熟知的(de)(de)(de)CO2腐(fu)(fu)蝕(shi)、H2S腐(fu)(fu)蝕(shi),也包(bao)括(kuo)(kuo)與管道運行相(xiang)關的(de)(de)(de)垢下腐(fu)(fu)蝕(shi)和(he)頂部腐(fu)(fu)蝕(shi),還包(bao)括(kuo)(kuo)環境敏感斷裂的(de)(de)(de)多(duo)種形式(shi)。
油氣設施腐蝕控制措施
(1)材料選擇
腐蝕控(kong)制的(de)材(cai)料選擇(ze)是(shi)一項復雜的(de)經(jing)濟和技術決策,其中(zhong)要(yao)(yao)考(kao)慮油氣工(gong)(gong)程整(zheng)個壽(shou)命周期內(nei)的(de)成本、施工(gong)(gong)實踐(jian)和操作(zuo)程序。針對特定的(de)應用(yong)(yong)場(chang)合(he)選擇(ze)特定的(de)材(cai)料很(hen)重要(yao)(yao),選擇(ze)合(he)適的(de)加工(gong)(gong)方法(如焊接或涂鍍)也很(hen)重要(yao)(yao)。正確選擇(ze)對長期腐蝕控(kong)制和維持資本支(zhi)出與運營支(zhi)出之間(jian)的(de)最(zui)佳平衡至關(guan)重要(yao)(yao),這將最(zui)大限度地提高管道的(de)完整(zheng)性和運行安全。腐蝕裕量(liang)的(de)使用(yong)(yong)是(shi)對選材(cai)中(zhong)經(jing)濟考(kao)慮和技術考(kao)慮之間(jian)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)最(zui)簡單示例。
一般的(de)(de),預(yu)期壽命(ming)較長(chang)的(de)(de)管道通常傾(qing)向于選擇較昂貴的(de)(de)耐蝕合金(CRA),這大(da)(da)大(da)(da)降低了運營成本(ben)。龐大(da)(da)的(de)(de)管道系(xi)統則傾(qing)向于使用較便宜的(de)(de)材料但運營成本(ben)會很(hen)高,其中包(bao)括使用額外的(de)(de)腐蝕控制方(fang)法如化學處理、涂層、陰極保護(hu)。
針對特定(ding)應用的耐(nai)腐蝕材(cai)(cai)料(liao)選(xuan)擇取(qu)決(jue)于(yu)預期的服役條件。例如,金屬材(cai)(cai)料(liao)在H2S介質(zhi)存在開裂(lie)敏感(gan)性(xing),選(xuan)材(cai)(cai)取(qu)決(jue)于(yu)溫(wen)度、H2S分壓(ya)、原位pH值、氯離子(zi)含(han)量(liang)、元素硫、溫(wen)度、應力以及與液態水相接觸的時(shi)長等諸多因素。這都是油氣工(gong)業腐蝕控制選(xuan)材(cai)(cai)經常(chang)面臨(lin)的工(gong)作(zuo)。
(2)保護涂(tu)層
很多情況下(xia),最(zui)實用(yong)、最(zui)直接的(de)腐蝕控制(zhi)方法就是用(yong)合適的(de)保護(hu)涂層涂覆管道(dao)表面。涂層是腐蝕控制(zhi)的(de)第一道(dao)防線。用(yong)于(yu)腐蝕控制(zhi)的(de)涂層可主(zhu)要分為犧牲性(xing)涂層、緩蝕性(xing)涂層、導電(dian)性(xing)涂層、阻隔(ge)性(xing)涂層等(deng)。既包括金屬(shu)鍍層或包覆層、堆焊層,又包括非金屬(shu)的(de)涂層、襯里等(deng)。
(3)陰極保護
陰(yin)(yin)(yin)極(ji)(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)對(dui)通(tong)過腐蝕(shi)控制(zhi)維護(hu)(hu)管道完整性是(shi)十分(fen)重要(yao)的。陰(yin)(yin)(yin)極(ji)(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(CP)控制(zhi)腐蝕(shi),首先(xian)通(tong)過消除被(bei)腐蝕(shi)金屬結(jie)構(gou)(gou)(gou)的陽(yang)極(ji)(ji)和(he)(he)陰(yin)(yin)(yin)極(ji)(ji)之間的電(dian)(dian)(dian)位(wei)差,其(qi)次通(tong)過在陰(yin)(yin)(yin)極(ji)(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)系統的陽(yang)極(ji)(ji)和(he)(he)被(bei)腐蝕(shi)金屬結(jie)構(gou)(gou)(gou)之間形成一(yi)個負電(dian)(dian)(dian)位(wei)差從而使被(bei)腐蝕(shi)結(jie)構(gou)(gou)(gou)成為(wei)新的電(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)池(chi)的陰(yin)(yin)(yin)極(ji)(ji)。本(ben)質上,陰(yin)(yin)(yin)極(ji)(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)是(shi)通(tong)過使表面(mian)變(bian)為(wei)陰(yin)(yin)(yin)極(ji)(ji)從而控制(zhi)金屬腐蝕(shi)的技(ji)術。
(4)電氣絕緣
當管道結構容易(yi)受到(dao)電(dian)偶腐蝕(shi)或(huo)交直流干擾電(dian)流腐蝕(shi)的(de)(de)(de)影響時(shi),腐蝕(shi)控制的(de)(de)(de)切實可(ke)行方(fang)法是(shi)確(que)保結構的(de)(de)(de)電(dian)氣隔(ge)離。管線系統設(she)計應避免在(zai)(zai)直接接觸或(huo)穿過同一電(dian)解(jie)質的(de)(de)(de)位置使(shi)用異(yi)種金(jin)屬。在(zai)(zai)使(shi)用異(yi)種金(jin)屬的(de)(de)(de)情況下,需要(yao)采用電(dian)氣隔(ge)離手段來阻斷金(jin)屬電(dian)連續性(xing)以(yi)防(fang)止或(huo)顯著降(jiang)低電(dian)偶腐蝕(shi)。
雜散(san)(san)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)并(bing)非同(tong)一結構的(de)(de)陽極(ji)和陰(yin)極(ji)之(zhi)間的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)。流(liu)(liu)(liu)(liu)經正常電(dian)(dian)(dian)(dian)路之(zhi)外的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)通路的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)可(ke)歸為雜散(san)(san)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu),包括靜(jing)態(tai)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)或動態(tai)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu),交流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)或直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)。雜散(san)(san)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)造成大多數金屬的(de)(de)嚴重腐(fu)(fu)蝕(shi)。雜散(san)(san)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)蝕(shi)可(ke)能(neng)是由系統(tong)造成,如(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)力系統(tong)、鐵路系統(tong)、電(dian)(dian)(dian)(dian)接地、鄰近埋地管(guan)道(dao)陰(yin)極(ji)保護(hu)系統(tong)、采礦作(zuo)業、焊接作(zuo)業等。如(ru)果不(bu)加以控制,雜散(san)(san)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)可(ke)能(neng)會很快地破壞(huai)結構或者造成潛在的(de)(de)災(zai)難(nan)性(xing)后果。
(5)環境控制(zhi)
石(shi)油天然(ran)氣勘探和生(sheng)產系(xi)統中(zhong)的(de)(de)環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)盡(jin)管具有腐(fu)(fu)蝕(shi)性,但仍可以通過(guo)環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)或(huo)介質(zhi)調(diao)節控(kong)制(zhi)(zhi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)控(kong)制(zhi)(zhi)變量包括壓力(li)、溫度(du)、流體動(dong)力(li)學(xue)、管道應力(li)狀態等管道內部(bu)(bu)和外部(bu)(bu)環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)條件。如脫水(shui)和除氧等處(chu)理的(de)(de)目的(de)(de)就是通過(guo)改(gai)變介質(zhi)腐(fu)(fu)蝕(shi)性環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)進而影響腐(fu)(fu)蝕(shi),還包括化學(xue)處(chu)理、調(diao)整(zheng)環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)的(de)(de)導電性、調(diao)節pH,或(huo)者確保環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)與潛(qian)在的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)因素(su)“隔絕”等方式(shi)。地床和回填也是改(gai)變埋地管道環(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)的(de)(de)例子,可以保護管道涂層并且(qie)最大(da)限度(du)地減少潛(qian)在的(de)(de)安裝應力(li)。
使(shi)用緩蝕(shi)劑(ji)、除(chu)氧(yang)劑(ji)和(he)殺菌(jun)劑(ji)等(deng)化學(xue)處理(li)也是在石油天然(ran)氣開發生(sheng)(sheng)產中重(zhong)要的環境控制(zhi)(zhi)方法。為了有(you)(you)效(xiao)地控制(zhi)(zhi)微生(sheng)(sheng)物(wu)腐蝕(shi),殺菌(jun)劑(ji)一(yi)般針對微生(sheng)(sheng)物(wu)的原(yuan)始來(lai)源而非整個(ge)系統。應確(que)定(ding)所有(you)(you)液體(ti)的來(lai)源以檢測(ce)細菌(jun)的存在并確(que)定(ding)是否(fou)有(you)(you)可(ke)能(neng)出現腐蝕(shi)。化學(xue)藥劑(ji)可(ke)按批次(ci)使(shi)用或連續使(shi)用,要根據(ju)類型選擇應用方法。
水(shui)作為(wei)連(lian)續液體相存在(zai)(zai)(zai)才會引起嚴(yan)重的腐(fu)蝕(shi)。水(shui)蒸(zheng)氣自(zi)身因其(qi)不是電(dian)解質而不造成(cheng)腐(fu)蝕(shi),但在(zai)(zai)(zai)蒸(zheng)汽相形成(cheng)凝(ning)結(jie)水(shui)的地方,假如存在(zai)(zai)(zai)其(qi)他環境條(tiao)件就可能發(fa)生腐(fu)蝕(shi)。因此(ci)去(qu)除天(tian)然氣中(zhong)的水(shui)蒸(zheng)氣是通過(guo)環境控(kong)制(zhi)實現腐(fu)蝕(shi)控(kong)制(zhi)的一種(zhong)可行方法。
清(qing)管(guan)(guan)(guan)也(ye)是改變管(guan)(guan)(guan)道內(nei)部(bu)環(huan)境(jing)的有效方法,清(qing)管(guan)(guan)(guan)一般采用清(qing)管(guan)(guan)(guan)器清(qing)除(chu)管(guan)(guan)(guan)道中(zhong)積(ji)水(shui)、殘渣、污(wu)泥和(he)(he)其他固體(ti)沉淀物(wu)。管(guan)(guan)(guan)道的內(nei)腐(fu)(fu)蝕通常(chang)與水(shui)有關,天然(ran)氣(qi)和(he)(he)凝(ning)析油管(guan)(guan)(guan)道容(rong)易受冷凝(ning)水(shui)積(ji)液和(he)(he)因操作(zuo)擾動造(zao)成攜(xie)帶水(shui)分(fen)的影響,導(dao)致管(guan)(guan)(guan)道內(nei)部(bu)出現積(ji)水(shui)。同時管(guan)(guan)(guan)道內(nei)部(bu)累積(ji)的水(shui)和(he)(he)固體(ti)沉積(ji)也(ye)可(ke)能引起垢下腐(fu)(fu)蝕并且(qie)創(chuang)造(zao)一個對(dui)局部(bu)腐(fu)(fu)蝕有利的環(huan)境(jing),包括微生物(wu)腐(fu)(fu)蝕,因此及時對(dui)管(guan)(guan)(guan)道進行(xing)清(qing)管(guan)(guan)(guan)作(zuo)業也(ye)是重要的環(huan)境(jing)控制方法。
管道的制(zhi)造、運輸、安裝和(he)(he)作業所產(chan)生(sheng)(sheng)的應力與惡劣的環境(jing)結(jie)合能(neng)(neng)夠引起(qi)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)或環境(jing)敏(min)感斷裂(lie)。通(tong)過科學選材、合理設計和(he)(he)優化焊接方法以(yi)減少殘余應力,是控制(zhi)硫化物應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)的重(zhong)要途徑。還應通(tong)過消除可能(neng)(neng)積聚氯化物的縫隙,來避(bi)免發(fa)生(sheng)(sheng)氯化物應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)。因此,環境(jing)應力控制(zhi)和(he)(he)減弱環境(jing)敏(min)感斷裂(lie)的敏(min)感環境(jing)條件,也是環境(jing)控制(zhi)的重(zhong)要手段之一(yi)。
(6)防腐蝕設計
設(she)計(ji)是(shi)控(kong)制腐蝕的(de)(de)一(yi)種基本途(tu)徑。有(you)效(xiao)利用(yong)設(she)計(ji)達到最大效(xiao)果的(de)(de)實(shi)例(li)包括工藝布置設(she)計(ji)、涂(tu)層設(she)計(ji)、腐蝕監測(ce)設(she)計(ji)、化(hua)學(xue)處理方法(fa)設(she)計(ji)、有(you)效(xiao)清(qing)管作業設(she)計(ji),分水器、滴水槽、盲(mang)管段(duan)、截止管段(duan)的(de)(de)管道(dao)設(she)計(ji),以及(ji)流體動力學(xue)設(she)計(ji)。通過設(she)計(ji)也可以實(shi)現沉積物(wu)控(kong)制、除氧(yang)和微生物(wu)控(kong)制。
在(zai)管道設計(ji)(ji)中,應(ying)避免出(chu)現縫隙(xi)(xi)和不(bu)準(zhun)確(que)對接(jie),因為(wei)(wei)這可(ke)能造成(cheng)縫隙(xi)(xi)腐蝕。在(zai)一(yi)些(xie)設計(ji)(ji)中如搭接(jie)接(jie)頭設計(ji)(ji),縫隙(xi)(xi)是(shi)固有的,應(ying)當對其進行妥善密封。為(wei)(wei)完全避免留下縫隙(xi)(xi),可(ke)以使用(yong)彈性墊圈或使用(yong)壽命較長的密封劑。為(wei)(wei)避免濕氣(qi)進入(ru)縫隙(xi)(xi)也(ye)要(yao)求進行合理(li)設計(ji)(ji)。假如濕氣(qi)積累不(bu)可(ke)避免,設計(ji)(ji)要(yao)力求為(wei)(wei)縫隙(xi)(xi)提(ti)供完備的排水體(ti)(ti)系。設施的有效排水對防止流(liu)體(ti)(ti)滯留在(zai)縫隙(xi)(xi)內至關重要(yao),必(bi)須對此(ci)類區域進行定期檢查和徹底清潔。
在(zai)任何生產現場(chang)都不可(ke)避(bi)免會存在(zai)盲管(guan)段(duan)、截(jie)止管(guan)線(xian)、排水管(guan)道和滴(di)水槽。這些管(guan)段(duan)的特點(dian)是其停滯或間(jian)歇流動(dong)的狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)況(kuang),在(zai)這種狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)況(kuang)下(xia)腐(fu)蝕會蔓延(yan)但卻不容(rong)易(yi)被發現,從(cong)而危及管(guan)道完整(zheng)性。避(bi)免流體(ti)停滯的恰當設(she)計再加(jia)上監測(ce)可(ke)以改變這種狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)況(kuang)。另一種選擇就是通過設(she)計盲管(guan)段(duan)和滴(di)水槽以便(bian)更容(rong)易(yi)地對其進行檢(jian)查和清潔(jie)。