韩阳　张江江　羊东明

摘要：金属腐蚀问题严重影响塔河油田的正常生产，并可能造成极大经济损失。文章对比分析了金属与非金属管材的优缺点，介绍了塔河油田在用的几种非金属管材应用情况及主要失效原因，同时指出了非金属管材使用时存在的一些问题，并展望了非金属管材在油田防腐方面的巨大应用前景。

关键词：油田防腐；金属腐蚀；非金属管材

中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0043-02

1 油田概况

西北油田分公司是中石化的第二大油田，所属油气田内腐蚀环境十分恶劣，采出液具有“高CO2、高H2S、高CI-，低pH值”的“三高一低”特点，腐蚀带来的直接损失和间接损失呈现逐年上升的趋势。据统计，各行各业由于腐蚀造成的损失约占国民生产总值的3%，而石油与石化行业尤为严重，约占到其产值的6%左右。

2 非金属管应用与失效情况

目前已应用各类非金属管材980.77km，约占油田集输管线的15%，且应用量逐年增加。目前非金属管线敷设主要以经验和规范进行设计选材，没有按照油田实际工况条件进行适应性试验和评价选择，导致管材失效问题较为突出，制约了非金属管材推广应用。

2.1 非金属管应用现状

随着腐蚀问题的加剧，对非金属管材的需求也逐步扩大，截止到2012年12月底，塔河油田已建非金属管线总长度约980.77km，其中玻璃钢管线长度524.533，占总管线比例53.48%。

根据介质特性、腐蚀环境、材料性能等特点，主要对应用较广的玻璃钢、塑料复合管等非金属管材等优缺点进行分析。

2.1.1 玻璃钢优点为质轻，抗腐蚀强，零件少，便于安装，永久变形小，使用寿命长，缺点为抗外力破坏性差，维修困难，存老化问题，耐温低，不适合DN400以上大口径管道；连接方式手工糊制、螺纹承插胶接及O型圈承插连接。

2.1.2 塑料合金复合管优点为适合注水及生活用水介质，卫生，无毒，安装方便，造价低，缺点为耐温性能差，抗冲击能力差，连接方式为金属转换接头承插胶接。

2.1.3 连续增强复合管的优点是耐腐蚀性强，流体特性小，对接快，耐温80℃，一次性施工长度长，缺点为脆性大，抗破坏性能力差，不易修复，连接方式为金属转换接头法兰连接。

2.2 非金属管失效情况

由于种类多、厂家多，非金属管材的性能和质量参差不齐，导致在塔河油田使用时暴露出了一些失效问题。2006年以来非金属失效逐年增多，以接头失效为主。至2013年非金属管材在原油系统腐蚀频次0.079次/公里，金属腐蚀穿孔频次0.265次/公里，是非金属管材腐蚀刺漏的6倍；污水系统中非金属管材发生腐蚀、刺漏频次0.04次/公里，金属发生腐蚀穿孔频次2.33次/公里，是前者的约58倍。

3 塔河在用非金属管材存在的主要问题

3.1 选材问题

目前，非金属管线种类多，标准多，产品连接方式、施工工艺各异，问题是哪种产品适用于哪种工况条件及如何选用性价最优产品及施工工艺的问题极大限制了非金属管材在塔河油田的应用，如非金属管材在稠油区块慎用。

3.2 适用性问题

由于非金属材质本身承压低，抗冲击性及耐压等差，因而使用环境受限。如塑料合金复合管适应的输送介质温度为-35℃～70℃，适用压力≤3.5MPa，有些管线在应用中温度远高于它的适用温度，所以超出适用温度也是发生刺漏的原因，投产至今8区地面工程刺漏严重。

3.3 施工问题

施工环节控制困难。非金属管线在施工过程施工质量受施工队伍、环境、管沟、回填、道路、河流穿越等影响较大，施工难度大，时间长。如螺纹部分清理不彻底，玻璃钢与其他材质连接时由于采用的是钢制转换接头处，容易渗漏。

3.4 抢修或修复问题

抢修或修复难度大。非金属管材一旦发生刺漏，问题严重。修复时间长、难度大，甚至有时需停产更换，部分稠油管线再生产时还需盐水扫线。

4 非金属管材失效特征及原因分析

4.1 金属转换接头腐蚀刺漏失效

接头是非金属及其复合管的薄弱点。接头处因为是两种不同的材质，在此处主要存在的是静电与集中腐蚀，造成腐蚀严重。

4.2 胶连接头刺漏

由于接口依托粘结剂强度，施工时接口粘结剂进杂质或不均匀固化对管道接口强度影响大，温度和风沙天气对管道施工均有较大的影响，施工控制不得当易造成接头刺漏。

4.3 长期服役后承压能力下降

在某些介质条件下，有的非金属管材甚至会发生吸涨、溶蚀等降级现象，并导致失效。T820（K）单井管线介质为重质稠油，天然气中高含H2S，该管线运行6年后发生溶胀、降解，导致管线性能减弱，出现破裂。

4.4 外力破坏失效

玻璃钢材质脆，柔性差，抗冲击能力差，极易受机械损伤导致爆管。2012年4月11日4区油阀组至一号联集输干线玻璃钢管线被挖断，造成原油泄漏，影响正常生产。

5 结语

（1）非金属材料由于非金属材料的无极性，与大多数酸、碱盐均不发生反应，且在电化学腐蚀环境中很难发生失去外层电子的氧化反应，在耐蚀性上比金属材料具有先天优势。

（2）非金属应用还存在强度低、抗冲击能力差、易破损、材质脆性大、耐热性差等方面的不足，非金属管材的应用需开展压力等级、使用寿命、温度、连接性能、环境相容性等方面适用性评价。

参考文献

[1] 石仁委，龙媛媛.油气管线防腐蚀工程[M].北京：中国石化出版社，2008：172-173.

[2] 李鹤林.石油管工程[M].北京：石油工业出版社，1999：66.

作者简介：韩阳（1983—），男，供职于中石化西北油田分公司工程技术研究院，研究方向：油田腐蚀与防护工程技术；张江江（1983—），男，中石化西北油田分公司工程技术研究院助理工程师，硕士，研究方向：油气田腐蚀防护。

（责任编辑：周 琼）