连续油管腐蚀原因分析

王威

摘要：连续油管放置于空气一段时间，内部表层会呈现生锈、腐蚀等问题，不仅使连续油管的正常使用受影响，并且降低了其使用寿命。所以，探讨连续油管的腐蚀原因，采纳针对性的措施以有效防腐。

关键词：连续油管；腐蚀；原因

随着能源需求量的日益增加，管道集输的负荷随之增长，埋地油气管道的腐蚀与防护问题也逐渐成为科技工作者们面临的重点问题。随着国内外海陆油气藏的勘探与开发，CO2和H2S成为各类型油气田普遍存在的腐蚀性气体，导致埋地管道发生腐蚀甚至穿孔。CO2、H2S对埋地管道既有单因素环境下的腐蚀，也有二者共存环境下的腐蚀，国内外学者目前都在积极开展CO2/H2S共存环境下的腐蚀机理与防护措施的研究。

1连续油管腐蚀原因探讨

（1）盐腐蚀：首先污水具有高矿化度特点、海边空气也含盐，这就形成了盐腐蚀。如图1所示。将NaCl液滴滴在一块洁净的铁板上，经过一段时间会发现NaCl液滴覆盖的中心区域（a）因腐蚀而变暗，在液滴外沿产生棕色环（b）。导致图示现象产生的原因是发生了吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+（发生氧化反应），正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-（发生还原反应），在液滴外沿，由于Fe2++2OH-=Fe（OH）2，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。形成了棕色Fe（OH）3铁锈环（b）。

图1盐腐蚀示意图

（2）氧腐蚀：由于空气富含氧和水分，所以油管不可避免遭受氧腐蚀。空气中虽然CO2普遍存在，但一般情况下，钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定量的O2，故钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。铁锈的生成反应式：Fe2++2OH-=Fe（OH）24Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）32Fe（OH）3=Fe2O3•nH2O+（3-n）H2O

（3）离子腐蚀：由于原油污水中含有大量硫、金属阳离子、阴离子（如氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子等），灰尘或异类金属颗粒也会附着在潮湿的空气分子中，这就不可避免产生复杂的化学腐蚀和电化学腐蚀。

（4）化学腐蚀：只要存有电解质、导体、阳极、阴极就可以发生电化学反应。随着油田开采时间的增加，油井中水的含量不断提高，这些水往往含有KCl、NaCl、H2S等化合物，这些物质在水中极易形成比较强的电解质溶液。鉴于油管是由不同的金属和非金属组成的合金钢管，当油管在强电解质溶液中使用时，因不同离子的活性不同，所以在油管的表面形成了许多微小的电池，其中铁元素成为阳极，比铁元素地位高的离子成为阴极，构成了一个化学电池，在电解液的腐蚀下铁原子被氧化成为铁离子。

2连续管道腐蚀防治措施

2.1涂料厚膜化的防腐

为了使油管使用寿命能耐久，应运用厚膜化的涂料实施防腐，把油管外表整理干净在上面喷上厚膜化涂料，涂层与基体结合，力度强大，将腐蚀介质阻隔在金属之外，对金属起到防腐作用，充分利用酸碱物质中为中性的无害物质来对管道进行保护，厚膜化的防锈涂料可发生电化反应，水分和氧气在遇到防锈涂料时发生化学反应，生成防腐离子，金属管道的表面转化为不易被空气氧化的金属，金属离子就无法外溢，到达防腐的意图。良好的附着力、抵抗介质渗透性、防腐性能强等优势，往往是厂家购买运用到各个领域中去的原因，涂料涂得越厚，隔绝防腐功能就越好，所以在对金属管道进行涂料时应运用厚膜化的涂料，延伸注连续油管的使用时间。

2.2氮化对于连续油管的防腐

氮化关于连续油管的防腐是一种很好的防腐工艺，在运用时油管内外部都没有污浊的污点，尺寸在油管内部并不可加以修改，这样就有利于施工人员在对油管进行投放与捞起时，削减对油管的摩擦损坏，促进工程的及时竣工。被氮化后的油管硬度高，所以在搬运时能够避免丝扣的磨损，避免对内部联接扣的腐蚀，施工在对油管进行铲除清理时也会削减时间，促进工作效率。因此，氮化防腐更应该运用于接连油管的防腐工作中。

2.3加注缓蚀剂

缓蚀剂是能够有效减缓气井井下油管发生CO2腐蚀的化学物质，其由于本身浓度以及混合物质的类型不一，发挥的缓解效果各不相同。加注缓蚀剂能够以少量的物质在金属管道表层形成防护作用，以微量化学物质发挥出减弱管材在腐蚀介质中的腐蚀速率。加注合适的缓蚀剂能够大幅降低腐蚀速率，甚至降为零。与此同时，缓蚀剂的加入并不会影响本体管材的物理机械性能。缓蚀剂加注方式是在发现腐蚀后进行积极腐蚀控制的重要补救方法，能够有效控制腐蚀扩展。

2.4阴极保护技术

电化学腐蚀是气井井下油管发生CO2腐蚀的根本原理，阴极保护是防止和削弱电化学反应的最直接方式。阴极保护法是将被保护金属连接到更低电位的金属上，使得电化学发生时，优先腐蚀被连接的金属。阴极金属溶解时的电子流会形成特定的管道金属阴极极化，进而发挥保护作用。阴极保护技术的另一种形式是外加电流，使用外加电流将被保护金属与电源负极连接，强制形成阴极，这种方式能够通过外加电流干预的方式进行气井井下油管腐蚀干预，且能够持续地进行电流调控，电流防护的范围大，适用于较大的气井井下油管管网的系统性防护。如2所示。

图2外加电流阴极保护原理示意图

3结束语

在油田生产中，为了避免油管在运用过程中出现腐蚀，应当从施工工艺和防护两个方面做好相关的防腐蚀作业，能够运用一系列具有防腐蚀性能的产品来提升油管的使用寿命。在防腐蚀的过程中应当遵循其化学反应的原理，了解科学的防护方法，推动防腐工艺的不断进步。

参考文献

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