吕家鑫
中海油（天津）管道工程技术有限公司
摘要：在海洋石油平台中，出于工艺的需要，开采出来的石油只有在合适的温度和压力下，其流动性才能达到最合适的输送状态。因此大量的管道或设备均需要覆盖保温层。保温层的作用不仅能够减少工艺输送的热量损失、保持整个系统的操作温度，同时也可以作为阻隔外界有害物质的屏障。
关键词：CUI；腐蚀机理；腐蚀检测；保温层；海洋石油工程
引言
近年来随着我国经济建设的高速发展需要，石油消耗量逐年增加，2020年我国石油对外依存度高达72.98%，对外依存度达到45.5%，能源安全超越了警戒线。为确保国家能源安全，我国石油行业纷纷增储上产，海洋石油作为我国能源供给的重要力量异军突起。然而，海洋石油勘探开发成本高昂，海洋环境特殊，环保要求高，生产系统的任何一个泄露事件都可能带来灾难性后果。海洋工况复杂恶劣的环境条件加剧海上设施腐蚀，基于本质安全的海上油井管防腐理念推高了开发投资，安全性与经济性之间的突出矛盾成为制约海洋石油高效开发的重要因素。
1腐蚀的概念
从广义上对腐蚀进行解释就是由于环境内的某一些特殊物质使其他材料发生了化学反应，导致材料的功能、性质被破坏。从狭义上来说，腐蚀现象是由于设备金属材料与其所处环境内的一些物质产生了化学反应，或者是物理性质的溶化反应，金属材料本身的性能被损伤。综上，我们将腐蚀概括为材料在一定的作用下本身的性能或功能被破坏掉，是一种使材料失去自身品质的作用。
2石油管道腐蚀原因分析
通常而言，石油管道往往会铺设在地下，借助较远距离的管道进行输送作业，从而促使油气输送在经济性能方面得以提升。经过对生产现场的具体情况探析，能够看出管道输送为最佳的方案，所以被极好的推广应用。而由于管道通常铺设在地下，因此存在着较大程度上的土壤腐蚀，以及电化学腐蚀等，由此造成管道出现承压能力和机械强度下降的情况，进而造成油气泄漏，并有可能带来火灾等事故的出现，给企业带来经济损失。因为在土壤里存在着腐蚀性的介质，从而使得管道存在形成原电池的条件，造成腐蚀穿孔，给管道的安全造成危害。而在管道质量方面，也会给整个输送工作造成较大的负面影响。通常对金属管道而言，往往会借助阴极保护技术展开相应的防护，而在管道施工过程中，假若存在着阴极保护质量缺失的问题，未能够实现较好的阴极保护效果，则是会造成管道出现严重腐蚀的主要原因，并使得使用寿命大大降低。在石油介质中，存在着一定含量的硫元素，其为造成管道出现腐蚀的一个核心因素，因为原油里往往含有硫元素，这就会造成管道中出现一定程度的硫沉淀化合物。就上述化合物来说，其在一般情况下都会与管道中的铁元素发生反应，进一步生成硫酸亚铁化合物，但是就这些硫酸亚铁而言，其又包含着游离酸，这种状况则又会造成水解反应，基于上述使得腐蚀情况加剧。在输送过程里，往往会存在着运输应力，一旦该方面表现出一定当程度的波动，就会造成腐蚀的出现，并由此产生一些轻微破裂，当时由此出现的小裂缝在经过一段时间后，则是会呈现出膨胀扩张的态势，由此造成了最终的大型破口。
3预防CUI的措施
3.1选择合适的外防护层
保温层的外防护层是防护CUI的首要屏障，一般认为外防护层可以保护设备或管道免受机械损伤，同时能够阻挡恶劣环境中水等腐蚀介质。通常外防护层的选取只考虑经济性、实用性、易于安装和被保温设备或管道的工况温度等条件。外防护层一般分为金属和非金属材料。金属防护层具有一定的厚度，可以抵抗冲击，抗腐蚀性能优异。常用的材料有镀铝钢、铝箔和不锈钢板等。非金属防护层通常包括固化玻璃纤维增强塑料、热塑性塑料和相关材料的聚合物等，相比金属防护层，非金属防护的可塑性使得其具有更好的密封性能，然而在面对更恶劣的工况时，非金属的低熔点和较差的耐冲击性使其应用受到不少限制。
3.2隔离腐蚀介质，控制化工介质浓度
现今对石化设施而言，存在着对其产生威胁的一些特殊环境，这种状况下，可以从专业的角度出发，给石化设施展开相应的介质性防腐作业，主要表现为以下几点。首先是，应该促使设备和一些腐蚀性介质保持相当的距离，或者是在设备上加装一些防护措施，从而防止酸性的侵蚀。其次为，能够科学的对介质浓度展开有效的控制，且要进行积极的稀释，促使其达到适宜的状态，由此能够实现公司的正常运转，而且也会大大降低所存在的腐蚀危险。
3.3注意设备材料的选择
在进行材料的选择时要保证材料的质量，严格要求，使设备所需的各种材料均要具有减少物化反应的优点，这样尽可能降低设备的腐蚀问题。在引入新材料时要选择具备抗腐蚀、使用周期长等特点的材料，为炼制设备提供更优质的设计保障。目前采取玻璃钢材料进行设备制造，比以往的效果更佳，适合当前石油炼制的要求。
3.4加强防腐技术管理，正确应用防腐涂料及缓蚀剂
由于存在着很多不同类型的设备腐蚀情况，在进行防腐作业时，能够使用防腐涂料和缓释剂进行，并且应该强化防腐技术的有效管控。在化工设备使用方面，为了能够保证产品的质量，必须从设备的各个阶段出发，严格规范使用。由于化工生产存在着相当程度的危险性，在生产设备腐蚀方面看似细小，然而在具体的生产过程却往往可能造成极大的灾难。所以，化工企业必须对一线员工展开安全生产思想的灌输，确保相应的重视程度。还应该积极的去构建健全可行的制度，从而能够实现对所有设施的覆盖，由此实现防腐工作的进行。
3.5在进行设备的设计时要对腐蚀情况充分考虑
炼制设备本身的材料与腐蚀现象的发生息息相关，因此，在进行设备的设计时应当考虑腐蚀状况的发生。在设计之前充分了解设备的腐蚀问题与如何进行腐蚀防治，这样设计出的设备性能更佳，对设备腐蚀有一定的控制作用。在进行炼制设备的选择、方案、保护措施上都依赖于设计者的能力。另外，在对设备进行安装时也要考虑到腐蚀问题，提高安装精确度。
3.6阴极保护技术
虽然在石油埋地管道腐蚀问题的处理方面，涂层技术是一种有效的方式，可以在一定程度上对腐蚀反应起到一定的隔离作用，但是，如果管道中存在细小孔隙，就会形成太阴极，对管道造成严重的损坏。因此，在管道防腐处理方面，阴极保护技术十分有效，在具体的实施过程中，需在管道外部施加一定的外加电流，使得管道形成阴极，进而来对电子迁移起到一定的控制作用。阴极保护技术主要包含了以下两种：（1）牺牲阳极阴极保护，在此技术应用时，需选用电位较低的金属或者合金来对管道加以保护，这一技术应用的成本较低、效果较好，但是，使用界面会受到一定的限制。（2）外加电流阴极保护，这一技术的应用相对较多，需在回路中添加直流电，发挥对阳极的辅助作用，将保护金属转换为阴极，此技术应用时，必须要对管道实施绝缘处理
结束语
CUI具有隐蔽性，常规的检测手段难以在第一时间发现CUI，往往引发严重的腐蚀失效后才被察觉，从而造成巨大的财产损失。在海洋平台工程中，CUI受到越来越多重视，如何减轻甚至避免CUI，是未来海洋油气发展的重要方向。
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