fpso油輪生產水管線腐蝕與防腐對策淺析

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1、FPSO油輪生產水管線腐蝕與防腐對策淺析經過對FPSO油輪生產水管線的現(xiàn)場調查，反復論證分析，針對FPSO油輪生產水管線工況特點，提出幾種能夠切實解決管線內腐蝕的方案。關鍵詞：腐蝕原因分析防腐對策一、前言　　FPSO油輪是為油田的開發(fā)和生產而建造的集生產、儲存、外輸于一體的浮動式生產儲油輪。在南海部分區(qū)域，由于所開采的海底油品含蠟熔點較高，需加熱至80℃左右，使之成為液態(tài)，經油水分離后獲得原油，分離后的生產水為高溫熱海水，處理達到環(huán)保排放標準后，通過生產水管線排入大海。　　目前，F(xiàn)PSO油輪生產水管線均鋼制管線，部分油輪生產水管線經常性腐蝕穿孔泄漏，為了不影響生產的正常運行，對穿孔泄漏部位均

2、采用耐高溫的有機樹脂配制的堵泥結合環(huán)型管卡進行臨時封堵。為此，需分析腐蝕原因，研究防腐對策，減緩和杜絕管線腐蝕穿孔現(xiàn)象，以保證FPSO油輪采油生產能得以正常運行。二、生產水管線腐蝕原因分析　　以其中一艘FPSO油輪為例，我們進行下列腐蝕分析：1．水質狀況　　通過對生產水水質成份分析，氯離子濃度的含量相當高（在10000ppm以上），水質電導率大，生產水的腐蝕中不僅腐蝕微電池的活性大，腐蝕宏觀電池的活性也很大。從生產水管線發(fā)生腐蝕穿孔部位來看，相當數(shù)量穿孔發(fā)生沒有水流的呈靜水狀況小口徑管段上，這是由于生產水主管線相對支管段的水質來說，含氧量相對較高，由于含氧量不同而形成宏觀的氧濃差電池，含氧量

3、較低的支管段則成為宏觀陽極區(qū)而遭到腐蝕?！　PSO油輪生產水水質屬中性或中性偏酸，對管道的影響不大。2．溫度　　水溫升高，水電導率增加，電極反應速度加快，同時水的擴散加強，加速了氧向管道表面的擴散，從而加速了鋼表面的電化學腐蝕。我們設定在油田深層的生產水中氧含量不變條件下,水溫每升高10℃，鋼的腐蝕速度大約提高30％，80℃時腐蝕速度最大。見圖1　　　　　　　　油輪生產水的溫度在80℃左右，恰好處于腐蝕最為嚴重的溫度范圍區(qū)域，即腐蝕速度增加約2倍。3、流速　　海水流速增加、氧的擴散加快、腐蝕速度增加。FPSO油輪生產水管線流速平均約0.8米／秒，從管線穿孔位置來看，生產水泵倉彎管處發(fā)生穿孔

4、情況說明，由于管徑和流經的突然變化，使之原來平穩(wěn)的層流變?yōu)橥牧?。湍流使管道內表面生產水攪動程度比層流時劇烈得多，腐蝕破壞也更嚴重。湍流條件下，管道表面既受到化學腐蝕，又遭到機械磨損，兩者聯(lián)合作用而導致管道表面的加速蝕損。三、生產水管線防腐對策研究　　針對生產水的工況條件,綜合考慮原材料成本和施工工藝，分析研究后，我們提出采用鋼管內襯鈦套管、鋼管內襯非金屬涂層、緩蝕劑、陰/陽極保護等方案。1、鋼管內襯鈦套管鈦材具有極強的鈍化性能、抗海水腐蝕極強，被稱之為“海水之王”，采用鈦材來防止生產水腐蝕會達到一勞永逸的效果。以鋼板作為基體，采用爆炸復合方式形成復合材料——內襯薄壁鈦層，這樣方法目前已廣泛應

5、用于大型卷制容器體上，但在小口徑管道尚較難實施。為此，可以使用鋼管作為基體內襯薄壁鈦套管，采用機械穿越方式結合內脹管器進行內襯，在法蘭連接處將鈦板翻邊、焊接、固定。該方法存在一定局限性，僅適用于兩端法蘭連接的直管段，但對于彎頭和三通等部件則無法實施。2、鋼管內襯非金屬涂層非金屬材料一般均具有良好耐腐蝕性能，且內襯工藝業(yè)已成熟、完善，但限制其廣泛應用主要原因是因為其膨脹系數(shù)較鋼材等金屬材料的差異較大，一般為8～10倍，因此，在制作較長尺寸管道時，由于線膨脹系數(shù)的原因，使之每個單獨內襯管道不宜制作的太長，以免由于膨脹應力過大，內襯與鋼管基體出現(xiàn)分層剝離。一般用非金屬材料作內襯的管段長度限制為4米

6、左右，對于長管道，需在中間配置較多的配對法蘭。非金屬材料襯里對于諸如彎頭、三通等較復雜不規(guī)則腔體內部防腐工藝來說，則具有其無法比擬的優(yōu)越性。對于生產水管線可采用聚四氧乙烯（PTFE）或線性聚乙烯（LLDPE）材料進行管線的內襯。3、緩蝕劑防腐技術　　緩蝕劑是一種用于腐蝕環(huán)境中抑制金屬腐蝕及不良影響的添加劑，能夠有效地降低該種金屬的腐蝕速度。近十年來，采用有機酸鹽、鉬酸鹽為主的各種海水用復合型緩蝕劑得到越來越廣泛應用。例如：HB－101海水緩蝕劑是有機酸，磷酸根離子以及少量金屬離子復配構成，在海水中緩蝕效率可以達到90－95％，其添加量為200－400ppm。這種復配緩蝕劑為綠色高效緩蝕劑，不

7、會造成對海水中的污染。在添加緩蝕劑時，緩蝕劑的離子或分子必須達到鋼管表面以后，須有一個預成防腐膜的過程，并有一定的滯留時間進行物理或化學反應過程，才能達到緩蝕效果，因此，在添加緩蝕劑時，要有足夠的藥量和足夠的時間，采用臨時停泵保持靜止或減小管內流速方法，則能達到盡快成膜的效果。由于油輪生產用水為開放式，緩蝕劑藥量不能累積，加上高溫條件下緩蝕劑消耗速度加快，故應適當提高加添緩蝕劑的濃度，同時保持不間斷的加入，保