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行業專家分享海底管道腐蝕管理如何做

2016-06-15 16:02:43 作者：本網整理來源：網絡分享至：

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世界各地的海洋油氣田，有成千上萬公里海底管道。它們代表著企業多年來數十億美元的投資。而控制腐蝕具有很多優勢，其中主要兩項是：延長設施的使用壽命和減少維護的時間與成本。

海洋環境十分嚴酷，管道在外部一系列物理的、氣候的及化學的作用下，外壁會遭受腐蝕和分解，更有流體流經管道內壁所帶來的腐蝕。

腐蝕監測是保證管道完好的一個關鍵方面。減少腐蝕則主要靠適當的保護技術。諸如深水澳大利西亞公司（DWA）、Carboline公司以及獨立維修服務有限公司（IMS）所提供的產品和服務，可以應對世界各地近海和深海油氣業務的要求和挑戰。

最近，作者與來自這些公司的代表們談到了海上和海底腐蝕處理方案面臨的挑戰以及目前的策略。

深入這個行業

世界上大部分淺水區的石油和天然氣都已被勘探。由于石油需求量增加，勘探公司一直在更深水域尋找儲藏區。浮動設施和平臺的成本相非常高，所以使用海床設備的項目越來越普遍。

根據DWA的業務發展經理David Flanery介紹，防腐方案取決于建造海上基礎設施所使用的材料。管道常由環氧樹脂或混凝土包覆，而平臺有大量暴露的鋼材。水下設施往往需要防腐系統，包括長期覆蓋特殊涂料、犧牲陽極式陰極保護系統或者兩者組合。

極端的水下挑戰

數千米深處的海水溫度只有2°C（35.6°F），從深井里開采的石油則可高達176°C（349°F）。隨著熱石油穿過比它冷得多的管道，管道中的流體會迅速降溫。溫度降至約21°C（70°F）時，管道中的水氣混合物會形成天然氣水合物或石蠟。如果石蠟累積得太多，最終會堵塞管道，則需要花費極其昂貴的代價來清理。如果管道破裂，會導致設備和環境災難性的損壞。

海底流動保障是指采用適當的絕熱材料，以維持流體溫度，或至少能夠減緩流體在運輸過程中的熱損失。

石油和天然氣從儲層流經海底采油樹，通常通過跨接管（跨接管是一種有柔性或剛性用于連接出油管到其他組件的短管）到達歧管或管道端部（PLET）。流體沿著管線到生產平臺進行處理，之后送到油輪或陸上設施進一步處理。

典型海洋管道由鋪管船將12米長度的管道首尾焊接而組成。除了約60厘米的兩端，每一節都覆蓋著出廠防腐涂料。這些區域裸露是為了防止焊接操作的熱量破壞涂層。當兩節管道之間的環形焊縫完成，會留下長約1.2米的裸露區域。對于這一區域，大多數管道使用現場涂層補口技術，通常采用熱收縮套管。

深海專用涂料

幾種深海管道涂層由復合玻璃聚氨酯彈性體提供絕熱性能，并且都是100%固體現澆材料。

“‘100%固體’這個術語表面上意味著涂料的固體形式，但這是誤導。”Collins說。這個詞實際上意味著涂料不含溶劑和揮發性有機化合物（VOC）。零VOC涂料沒有火災隱患且健康風險較低，而且對環境友好不會釋放有害有機溶劑蒸氣。

而標準的輕量級絕熱材料不適合深海環境。由于深海的極端壓力（3000-6000psi），大多數絕熱材料會輕易崩潰，不能達到保護25年預期壽命設備的要求。

Carboline公司的澳大利西亞銷售經理RickyCollins說：“Carboline公司的產品Carbotherm?735，它能達到所有這些條件，而且能夠承受在裝運、安裝和操作過程中的移動、彎曲和振動。”

海底陰極保護技術

陰極保護（CP）是一種設置電化學電池陰極來控制金屬表面腐蝕的技術。將被保護金屬與更易腐蝕的“犧牲金屬”相連接，犧牲金屬作為陽極代替被保護金屬遭受腐蝕。

CP系統最常使用的是大約在每10節或每120米管道上固定環狀陽極。陽極通過小電線或粘合帶，固定在直接焊接于管道的螺栓上。

任何公司經營海上油氣田都要求進行定期檢查，按規則，通常需要每五年檢查一次管線全程。