在调研管道运行工况和阴极保护系统运行环境的基础上,依据广泛性、代表性、针对性原则,选取典型管道和测试点,通过现场挂片法测得管道的腐蚀速率和阴极保护度,以评价管道的阴极保护效果.结果表明:依据GB/T 21448-2017规定的最小保护电位和阴极电位负向偏移准则,对管道施加阴极保护后,管道的腐蚀速率明显低于0.01 mm/a,保护度在85％以上,总体阴极保护效果良好;对土壤电阻率较大的管道,建议采用100 mV阴极电位负向偏移准则.在管道阴极保护的实际运行过程中,需要对管道所处土壤的微生物含量和种类、杂散电流和最大保护电位进行重点监测,以便及时调整管道的阴极保护电位,避免管道产生较为严重的均匀腐蚀和局部腐蚀、氢损伤以及造成不必要的资源浪费.

通过腐蚀试验、恒电流加速试验以及耦合性能试验,研究了铝合金和锌合金作为牺牲阳极材料在高温稠油输送管道中的适用性.结果表明:随着温度升高,两种阳极材料的腐蚀速率增大,实际电容量和电流效率减小,消耗率增大,使用寿命降低.在80℃条件下,铝阳极的腐蚀速率和消耗率均低于锌阳极的,且与T/S-52K管线钢的耦合电位更负,耦合电流更大,阴极保护作用更显著,而锌阳极在80℃下的工作电位高于最小保护电位,不满足GB/T 21448-2017标准的要求.铝合金较锌合金更适合作为高温稠油输送管道的牺牲阳极材料.

Aiming at the effect of temperature on the minimum cathodic protection potential, the minimum cathodic protection potential of the buried pipeline L450 in the simulated soil solution under different temperature conditions was investigated through the tests of potentiodynamic polarization and potentiostatic polarization, and the technical means such as weight loss method and anodic Tafel straight-line segment back-propagation method for achieving the best protection state of cathodic protection system, avoiding the phenomenon of pipeline corrosion perforation caused by insufficient cathodic protection and thus improving the applicability and correctness of pipeline corrosion protection scientifically and effectively. Results showed that for pipelines with operating temperature ≤40 ℃, the minimum cathodic protection potential should be EP ≤-850 mV(vs CSE, the same below). For pipelines with operating temperature ranging from 40 ℃ to 60 ℃, the minimum cathodic protection potential should be-850 mV≤EP≤-950 mV. For pipelines with operating temperature ranging from 60 ℃ to 80 ℃, the minimum cathode protection potential should be-950 mV≤EP≤-1 000 mV. The pipelines with operating temperature ranging from >80 ℃ obtained EP≤-1 000 mV.

原油输配系统实现商品原油的外输及销售,是油田企业生产经营的关键环节,该系统复杂多变、点多面广.如何优化原油输送及销售配置模式,在保证管输安全的前提下,实现原油销售利润最大化,是油品调度的首要目标.以新疆油田原油输配系统为研究对象,产运储销一体化,通过建立区域资源优化调配体系、确定效益评价因素,分别建立了长距离输油管道运行仿真模型、油品密度、粘度计算数学模型,多站库协同调配优化数学模型,优化了油品销售配置流向、混油配比、输油站场及管道运行方式.相比于优化前,每年提升原油销售效益上亿元.

通过固体缓蚀剂的释放率测试、缓蚀效果评价,结合线性极化、动电位极化和交流阻抗图谱(EIS)等电化学测试分析,探讨其缓蚀作用机理及在高温埋地输送管道防护中的适用性.结果表明:在管输工况条件下,固体缓蚀剂释放时间为33 d.当固体缓蚀剂加药量为5000 mg/L时,可以显著降低T/S-52 K钢的腐蚀速率,在模拟管输工况条件下,其缓蚀效率为89.16％.添加固体缓蚀剂后,T/S-52K钢的极化电阻R p迅速升高,电极反应阻力增大,自腐蚀电位显著正移,腐蚀速率明显降低;缓蚀剂成相膜层主要通过阻滞阴极电化学反应,发挥缓蚀作用.固体缓蚀剂的释放组元可在金属表面形成"成相的"膜层,随着腐蚀时间的延长,缓蚀剂成相膜层的膜阻Rm显著增大.通过简单有效的评价方法得到固体缓蚀剂的释放速率及最佳加药量,对固体缓蚀剂的实际应用具有指导意义.

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验,结合断口形貌分析,研究了在稠油输送模拟工况下不同阴极保护电位对Q235钢和L450钢氢脆敏感性的影响.结果表明,Q235钢的氢脆敏感性高于L450钢的.随着阴极保护电位负移,Q235钢和L450钢断口形貌逐渐由韧窝型韧性断裂向解理断裂转变,断面收缩率和断面收缩率损失系数增大,氢脆敏感性逐渐增加.在此工况条件下,Q235钢的最大保护电位应正于-1200mV,L450钢最大保护电位应正于-1400mV.

采用声发射检测技术可以对储罐服役现状进行评级,指导检修工作.为了研究声发射技术对评价含油泥原油储罐底板腐蚀状况的适用性,开展含油泥的原油储罐线上检测,清罐处理之后检测漏磁,对比检测所用两种技术以及结果,分析声发射技术在线检测的可行性和适应性.结果发现:声发射检测技术能够有效获取原油储罐底板腐蚀的定性评价结果,其事件定位统计图与储罐底板腐蚀程度相关程度较高,而声发射检测的事件撞击数统计图与储罐底板腐蚀程度相关程度较低.

为了解决高温稠油输送管道的腐蚀问题,通过典型稠油输送管道的外腐蚀分析,结合室内试验和现场测试,明确埋地保温稠油输送管道的腐蚀原因,进而提出相应的防治措施.结果表明:检测管段在补口位置未安装防水帽,搭接片处出现明显渗水痕迹,土壤水介质沿管道渗入导致整个渗水管段中下部发生较为严重的腐蚀.腐蚀最严重部位位于管道周向135°～180°,距补口渗水处10 cm,管道最小剩余壁厚为4.54 mm,最大点蚀深度为2.51 mm,底部力学性能显著降低;阴极保护电流屏蔽、最小阴极保护电位过高,以及管道服役时间过长、管输温度高是导致该稠油输送管道发生外腐蚀的主要原因.针对该高温稠油输送管道的腐蚀原因,从阴极保护实施方式和准则、防腐层材料选择、缓蚀剂防腐以及管输技术等方面,提出了相应防治措施,可以有效地解决相关问题,为管道的设计、建设、运营提供技术支撑.

针对某油田输油管道防腐现状,分析了输油管道现阶段存在的问题:管道防腐层存在缺陷;输油管道不具备断电电位测试条件;多条输油管道共用阴极防腐站;管道保护电位未达到标准要求;杂散电流对管道阴极保护影响过大;阴极保护系统设施不完善.结合实际生产,提出了相应的解决措施:对防腐层进行修复;测试输油管道断电电位;采用先进的管道阴极保护电位监测系统;对管道杂散电流测试,必要时进行排流处理;完善阴极保护设施.通过上述措施,确保管道处于安全、良好的运行状态.