缓蚀剂涂膜技术在伊拉克高酸油气田管道的应用

朱绍全

中国石油管道局工程有限公司 河北廊坊 065000

2015年年初，鲁迈拉项目部中标伊拉克BGC（巴士拉天然气公司）40寸和8寸天然气管线的维修改造和抑制剂防腐钝化项目，管线起点位于伊拉克西尔古奈油田CS8压气站，终点位于鲁迈拉油田北部NGL站，两条天然气管线分别50公里。该两条管线由俄罗斯始建于1990年，壁厚分别为9.3mm和7.0mm，设计压力分别为17bar和38bar,由于伊拉克多年战争，导致两条管线在高酸性环境下断断续续地运行20多年，管线内部腐蚀非常严重，因此业主BGC为了延长管线的使用寿命，首先业主BGC委托第三方对管线进行完整性评估，然后我们项目根据业主要求对局部腐蚀严重的管线进行更换、试压、清管以及进行全线管内壁缓蚀剂涂膜，阻止管线进一步加速腐蚀。

1 缓蚀剂涂膜钝化原理

缓蚀剂涂膜防腐技术是指在管线清管合格后，用两个清管器在管道中封闭一段缓蚀剂，在气源的推动下，缓蚀剂随清管器沿线向前运动，在此过程中缓蚀剂被涂膜在管线内壁（见图1），并在管线的末端回收剩余的缓蚀剂，该技术具有快速成膜，抑制管线内壁更进一步腐蚀、具有经济高效的优点，以及较好的实用价值和推广价值。

图1

1.1 缓蚀剂的选择

根据SHELL标准，综合考虑缓蚀剂的有效性、针对性及安全性，经过BGC同意，项目选择NALCO的EC1506A抑制剂以及与柴油的混合剂，按照1：1进行混合[1]。

1.2 缓蚀剂用量计算

缓蚀剂涂膜最终要在管线内壁涂抹一层缓蚀剂保护膜，假设管道内径为D1，缓蚀剂成膜厚度为d,管线总长度为L，管道内壁完整性涂抹所需缓蚀剂用量可以表示为：

Q1=K×л×D1×d×L

其中，Q1表示缓蚀剂总量；

K表示经验系数，一般取1.1-1.2；

D1表示为管线内径；

d表示为涂层厚度；

L表示为管线长度；

另外，线路中存在支线的情况下，三通和截断阀之间存在一段距离，缓蚀剂途径此处时会产生滞留损耗。尤其是存在多条支线的情况下，缓蚀剂的损耗量较大，在计算缓蚀剂用量时不用忽落。假设支干线的内径为D2，三通至支干线的截断阀长度为H，那么缓蚀剂在每一处支干线处损耗量可以表示为：

Q2=л×D22/4×H

缓蚀剂的总需求量Q=Q1+Q2

2 缓蚀剂涂膜钝化流程

2.1 清管

为了保证抑制剂防腐钝化的效果，在开始注入抑制剂之前，要对管线全线进行清管，首先使用清管器（过盈量为3%-4%），然后使用泡沫球，将管内的污物、废液、管线内壁铁锈等清理干净，并符合规范要求。

2.2 发球并注入抑制剂

如图2所示发球并注入抑制剂的示意图

图2

2.3 压力控制

在气源推球运行过程中，采取在收球端控制放空量的办法控制背压，背压控制在（0.7±0.1）MPa，运行压力控制在（1±0.1）MPa，压差控制在0.3MPa，保证清管器的平稳运行。

2.4 缓蚀剂成膜时间要求

缓蚀剂涂膜过程中，控制球的运行速度来保证缓蚀剂成膜时间在5s-10s。

2.5 运行速度

根据缓蚀剂段塞的长度满足段塞在管壁上停留的时间要求，缓蚀剂预涂膜清管器运行速度应控制在0.5m/s-1m/s。

3 效果评估

缓蚀剂清管涂膜钝化后，可以通过检查清管器的完好状态，测定缓蚀剂残余量和分析残夜成分综合评估作业效果。如果未达到设计要求，应检查失败原因并重新安排作业[2]。

3.1 清管器完好状态

检查作业后清管器的完整性，如果清管器碟片散乱或严重损伤，两清管器间的缓蚀剂不能形成满盈状态，会对缓蚀剂涂膜质量造成较大影响。导向清管器要求作业后仍保持致密状态，说明没有缓蚀剂泄露。如果存在缓蚀剂泄露，也就不能保证缓蚀剂的成膜效果。因此，清管器各腔体内能够充满缓蚀剂，保证缓蚀剂能够涂膜到管壁的各个部位。

3.2 缓蚀剂残余量

记录缓蚀剂残夜回收量，并与理论计算值进行比较。一般残液量接近理论设计值为最佳效果。如果实际残液量小于理论设计值的50%，甚至没有残液体，可以判定此次作业失败，需要检查清管器的泄露原因并重新作业。

3.3 残液成分分析

收集1升残液样品并检测缓蚀剂的有效成分，如缓蚀剂残液与原始成分基本一致，作业效果属于最佳效果；如果缓蚀剂有效成分在残液中的百分含量小于或等于50%，可以判定管道内仍存在积液，作业效果差，需要重新清管后再进行缓蚀剂涂膜作业。

4 健康安全环保要求

由于缓蚀剂的腐蚀性，因此在开工前，要组织相关的专业人员提前了解产品的MSDS，并进行风险识别，并制定预防和控制措施。确保人员的人身安全。同时，在注射缓蚀剂的末端，还要成分考虑多余的缓蚀剂流出后对土壤污染，因此，多余的缓蚀剂必须进行化学处理无害后再排放。

5 结论及建议

鲁迈拉项目部按照上述抑制剂涂膜防腐钝化技术，分别完成对40寸和8寸两条天然气管线抑制剂涂膜防腐钝化收到良好的效果，通过业主BGC的检查验收。

综上所述，缓蚀剂涂膜钝化技术可以较好地清除管线内壁的电化学差异,基本消除了管道的点腐蚀风险，延长管道的使用寿命至少10年。与此同时，缓蚀剂清管涂膜后，建议在后续的运行过程中，如果通过加药泵连续加注缓蚀剂，不断修复破损的膜层，可以增强缓蚀剂对管线的持续保护，更加延长管线服务周期[3]。