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(yè)多年來數(shù)十億美元的投資。而控制腐蝕具有很多優(yōu)勢(shì)，其中主要兩項(xiàng)是：延長設(shè)施的使用壽命和減少維護(hù)的時(shí)間與成本。

    海洋環(huán)境十分嚴(yán)酷，管道在外部一系列物理的、氣候的及化學(xué)的作用下，外壁會(huì)遭受腐蝕和分解，更有流體流經(jīng)管道內(nèi)壁所帶來的腐蝕。

    腐蝕監(jiān)測(cè)是保證管道完好的一個(gè)關(guān)鍵方面。減少腐蝕則主要靠適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)技術(shù)。諸如深水澳大利西亞公司（DWA）、Carboline公司以及獨(dú)立維修服務(wù)有限公司（IMS）所提供的產(chǎn)品和服務(wù)，可以應(yīng)對(duì)世界各地近海和深海油氣業(yè)務(wù)的要求和挑戰(zhàn)。

    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(zhàn)以及目前的策略。

    深入這個(gè)行業(yè)

    世界上大部分淺水區(qū)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?qū)ふ覂?chǔ)藏區(qū)。浮動(dòng)設(shè)施和平臺(tái)的成本相非常高，所以使用海床設(shè)備的項(xiàng)目越來越普遍。

    根據(jù)DWA的業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理David Flanery介紹，防腐方案取決于建造海上基礎(chǔ)設(shè)施所使用的材料。管道常由環(huán)氧樹脂或混凝土包覆，而平臺(tái)有大量暴露的鋼材。水下設(shè)施往往需要防腐系統(tǒng)，包括長期覆蓋特殊涂料、犧牲陽極式陰極保護(hù)系統(tǒng)或者兩者組合。

    極端的水下挑戰(zhàn)

    數(shù)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(dá)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(huì)迅速降溫。溫度降至約21°C（70°F）時(shí)，管道中的水氣混合物會(huì)形成天然氣水合物或石蠟。如果石蠟累積得太多，最終會(huì)堵塞管道，則需要花費(fèi)極其昂貴的代價(jià)來清理。如果管道破裂，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備和環(huán)境災(zāi)難性的損壞。

    海底流動(dòng)保障是指采用適當(dāng)?shù)慕^熱材料，以維持流體溫度，或至少能夠減緩流體在運(yùn)輸過程中的熱損失。

    石油和天然氣從儲(chǔ)層流經(jīng)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(dá)歧管或管道端部（PLET）。流體沿著管線到生產(chǎn)平臺(tái)進(jìn)行處理，之后送到油輪或陸上設(shè)施進(jìn)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(jié)都覆蓋著出廠防腐涂料。這些區(qū)域裸露是為了防止焊接操作的熱量破壞涂層。當(dāng)兩節(jié)管道之間的環(huán)形焊縫完成，會(huì)留下長約1.2米的裸露區(qū)域。對(duì)于這一區(qū)域，大多數(shù)管道使用現(xiàn)場(chǎng)涂層補(bǔ)口技術(shù)，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(fù)合玻璃聚氨酯彈性體提供絕熱性能，并且都是100%固體現(xiàn)澆材料。

    “‘100%固體’這個(gè)術(shù)語表面上意味著涂料的固體形式，但這是誤導(dǎo)。”Collins說。這個(gè)詞實(shí)際上意味著涂料不含溶劑和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）。零VOC涂料沒有火災(zāi)隱患且健康風(fēng)險(xiǎn)較低，而且對(duì)環(huán)境友好不會(huì)釋放有害有機(jī)溶劑蒸氣。

    而標(biāo)準(zhǔn)的輕量級(jí)絕熱材料不適合深海環(huán)境。由于深海的極端壓力（3000-6000psi），大多數(shù)絕熱材料會(huì)輕易崩潰，不能達(dá)到保護(hù)25年預(yù)期壽命設(shè)備的要求。

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

    海底陰極保護(hù)技術(shù)

    陰極保護(hù)（CP）是一種設(shè)置電化學(xué)電池陰極來控制金屬表面腐蝕的技術(shù)。將被保護(hù)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(hù)金屬遭受腐蝕。

    CP系統(tǒng)最常使用的是大約在每10節(jié)或每120米管道上固定環(huán)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(jīng)營海上油氣田都要求進(jìn)行定期檢查，按規(guī)則，通常需要每五年檢查一次管線全程。

    一種監(jiān)測(cè)管道CP系統(tǒng)的方法稱為電場(chǎng)梯度（EFG）測(cè)量，電場(chǎng)梯度是陰極保護(hù)的一個(gè)指標(biāo)，遙控車（ROV）或潛水員沿整個(gè)管道來記錄管道CP系統(tǒng)的電場(chǎng)梯度。

    最新的監(jiān)測(cè)方法是安裝間隔的CP常規(guī)監(jiān)測(cè)站。這種方法僅需監(jiān)測(cè)船上最少的監(jiān)測(cè)設(shè)備就能更快更準(zhǔn)地進(jìn)行管道監(jiān)測(cè)。ROV或潛水員使用一種特殊探測(cè)器接觸讀取這些測(cè)試站的數(shù)據(jù)。

    監(jiān)測(cè)船沿著管道走廊計(jì)劃停船點(diǎn)，并且只在這些位置放一名潛水員或ROV入水。潛水員或ROV“穿刺”監(jiān)測(cè)站，讀取EFG探針讀數(shù)，確定CP系統(tǒng)的完整性。接著定位并“穿刺”附近的陽極，測(cè)量并記錄的兩個(gè)接觸點(diǎn)的電場(chǎng)梯度。

    通過這些數(shù)據(jù)，調(diào)查人員可以使用船載管線CP衰減模型來確定下一個(gè)適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)點(diǎn)，以及需要采取的即刻行動(dòng)和計(jì)劃。

    DWA公司擁有一系列的腐蝕控制和監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以快速部署到現(xiàn)場(chǎng)，并輕松地添加到管道上。

    海上平臺(tái)必要的繩索攀爬技巧

    在海上平臺(tái)的交叉結(jié)構(gòu)構(gòu)件上工作，IMS員工不僅需要良好的防腐技術(shù)與此同時(shí)還需要精通繩攀這項(xiàng)技巧。

    “這兩個(gè)技能在我們的工作中是非常重要的，我們強(qiáng)調(diào)工作中方方面面的安全。”Sikora說，“當(dāng)我們找到具備合適防腐技術(shù)的人，就對(duì)他們?cè)诶K索攀巖領(lǐng)域進(jìn)行訓(xùn)練。為了確保我們工人的安全，我們也雇傭有經(jīng)驗(yàn)的三級(jí)繩攀技師并25訓(xùn)練他們的防腐蝕技術(shù)。”

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責(zé)任編輯：王元

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