关于石油油管防腐预处理工艺分析

翟明

【摘 要】在石油运输过程中，应做好石油油管的防腐工作，实施有效的防腐预处理措施，避免使用质量差的油管进行石油运输。由于油管多装置在地表以下，受到自然环境以及石油成分共同的侵蚀，油管会出现多种质量问题，其中较为普遍的情况是油管受到腐蚀后出现漏油。为增强油管的防腐性能，延长油管的使用寿命，本文围绕对石油油管实施的防腐预处理措施展开讨论，如磨料射流防腐预处理工艺，为提升油管运输石油质量和效率提供参考依据。

【关键词】油管防腐;表面预处理;磨料射流;工艺

中图分类号： TE988.2文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）32-0112-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.32.050

0 引言

对油管进行防腐处理采用的磨料射流工艺，是以高压水射流技术的基础上研发而来的。在油田生产过程中，使用的油管经常会受到腐蚀，导致油管报废无法正常使用，这会增加油田企业的更换油管的频率，直接提升油田企业的运行成本。采用磨料射流工艺对油管进行防腐预处理，根据油田常用的油管型号，根据射流的水力参数、喷头结构、材料布置等优化和完善防腐预处理技术，进而建设成一条油管防腐预处理生产线，有效缓解油田油管出现报废，导致石油运输质量和效率下降产生的压力。

1 磨料射流油管表面预处理原理

对油管表面进行防腐预处理，油管的内外表面，经过除油、除锈等操作后，在表面通过化学反应生成防锈涂层，以此提高油管的防腐性能。与传统的防腐预处理工艺相比，磨料射流油管防腐预处理工艺，操作较为简单。采用磨料射流油管表面防腐预处理工艺，将防腐物质以硬质颗粒的形态，通过高压水射流喷涂到油管的内外表面。在进行防腐材料喷涂过程中，将混合均匀并且合适浓度的硬质磨料，通过喷头高速喷涂到油管表面，既能将油管表面原有的油污、锈蚀层清理干净，同时将防腐蚀材料喷涂到油管内外表面，进而完成油管的防腐蚀预处理操作。

2 工艺流程及装置组成

磨料射流防腐预处理工艺，工作流程如下：一，配置浓度合适的磨料，调整好高压水压力;二，对油管的外表面进行清洗时，应提前旋转油管前进角度;三，对油管外表面进行防锈清洗，做好油管保护工作;四，对油管上的储料架以及管内表面进行清洗;五，将3根油管上定位旋转机，进入到油管内表面开始清洗操作;六，对油管上储料架内表面再次进行清洗;七，将油管放入到防锈槽内，对油管的表面进行钝化处理;八，将油管拔出出液槽，将油管表面的残留液进行清理，即可完成防腐预处理。

该防腐预处理工艺操作的装置，由许多系统和设备组成，其中系统分为磨料循环系统、上下料以及传输系统、水循环净化系统以及防锈处理系统。该装置有多种设备组成，主要包括总电气控制室、油管外表面喷射清洗装置、清水补充阀、磨料浓度调节器以及新磨料填加装置等。

3 对关键的技术问题进行讨论

3.1 磨料射流工作方式

磨料射流工作方式有两种，一种为磨料水射流式，另一种为磨料浆体射流式。另外根据磨料水射流混合方式的变化，衍生出两种磨料水射流方式，一种为前混式磨料水射流式，另一种为后混式磨料水射流式。进行油管防腐预处理时，采用磨料水射流式，将防腐材料进行充分的研磨，并在材料中加入多种物质，最后在水的混合下形成防腐浆体，将浆体通过高压泵，受到高压作用后从喷嘴喷射到油管表面。改造方法对于配置的浆体有较高的要求，一般应用在切割以及抛光等油管表面使用。采用磨料水射流式，磨料会与高压水相互融合，形成混合浆体后喷涂在油管表面。

3.1.1 前混式磨料水射流

前混式磨料水射流式，是将水和磨料提前混合后，进入到高压管内，受到高压水流作用后产生水射流，对油管的表面的进行防腐预处理。前混式磨料水射流式通常会采用两种加压防腐，第一种是将水和磨料放入到混合磨料设备内进行充分的搅拌，将搅拌后的浆体经过高压砂泵，运送至喷嘴设备进行防腐预处理。第二种是在高压容器内放入磨料，高压泵升高清水的压力，通过加砂控制装置与磨料进行充分的混合，然后将混合后的浆体通过高压管线运送至喷嘴进行防腐预处理。在采用第一种防腐进行油管防腐预处理时，磨料和水都會保持在较高的喷射速度，可以对油管表面进行充分的清洗，但是该方法只能持续较短的时间进行预处理，只有通过加压的方法，才能延长处理时间，一旦增加压力，会缩短高压砂泵泵头的使用寿命，需要经常更换该装置才能保证处理正常的进行。采用第二种方法进行防腐预处理时，为保证处理工作连续进行，需要不断更换加砂容器，但是会出现不安全情况，影响到方法预处理的正常进行。

3.1.2 后混式磨料水射流

采用后混式磨料水射流方式，将磨料放入到磨料箱进行研磨后，与高压水管喷射出的清水在混合腔内进行混合，随后在磨料喷嘴将混合后的浆体喷涂到油管的表面。在上述处理过程中，磨料和清水进入到混合腔内受到的压力不同，会在混合腔内使磨料和水产生混乱的搅动状态，导致磨料与水无法形成水射流中心，即便喷涂到油管表面，无法产生较高的喷涂效率，油管表面的防腐预处理未能产生良好的效果。但是，该种方法可以进行连续处理，许多油管表面防腐预处理都采用后混式磨料水射流式。

3.1.3 喷头结构

采用后混式磨料水射流式进行油管表面防腐预处理，喷头是重要的组成部分，组成喷头结构使用的设备包括水射流喷嘴、混合室以及磨料射流喷嘴等。另外，水射流股数的不同，使用的喷头种类也不同，如单股和多股射流喷头，而磨料输入方式的不同，喷头氛围侧进式、中进式以及切向进给式。现阶段使用的喷头类型，应用较为广泛的为单射磨料侧进式、多射流磨料中进式以及外混合式磨料射流喷头。在对油管表面进行长期的防腐预处理过程中，研究人员研制出多射流磨料中进且带准直管喷头，并且获得良好的预处理效果。在对喷头内外结构进行清洗时，清洗的部位一般分为喷头体、进砂管、接头以及砂水混合喷管。为保证喷头在使用时不会发生堵塞情况，在对喷嘴清洗时，应根据喷嘴的规格制定清洗方案，以便充分彻底的清洗喷头结构，以此延长喷头的使用寿命。

为保证喷头发挥出正常的预处理作用，根据射流压力和流量标准，使用的喷嘴数量按照公式N=Q/q进行计算，公式中Q为高压水泵出水流量，单个水喷嘴水流量为L。计算水射流速度，根据公式V=44.8×■，公式中P为水射流压力。计算水喷嘴直径，根据公式d=4.6×■，在公式中q代表单个水喷嘴发出的水流量，v为水射流速度。

3.1.4 供料方式

采用后混式磨料水射流式进行供料，一般供料的类型分为干磨料和湿磨料。若采用干磨料进行供料，由于干磨料不具备良好的流动性，需要在气力的推动下才能运送至磨料箱内。进行干磨料供料时，通常采用两种供料方法，一种为加压式，另一种为自吸式。上述两种方法操作和投入较为简单以及成本较低，在实际生产中经常会用到。

采用湿料进行供料，将磨料以液体的形式进入到磨料装置内，然后经过高压水将磨料与水混合后，形成的浆体对油管表面进行防腐预处理。

3.1.5 水的循环及净化

在对油管表面进行防腐预处理时，应使用清洁度高的水质，避免水中的杂质堵塞高压泵、调压阀等装置，影响到防腐预处理工作正常进行。为保证预处理使用的水洁净度较高，需要在装置内加装水净化循环系统，既能保证水的清洁度，还能避免水资源大量的浪费。

3.2 技术参数

对磨料的射流切割以及清洗能力产生影响的因素，主要体现在5个方面：第一，使用大流量喷头装置，可提升防腐预处理质量的同时，还能快速完成设备的清洗工作;第二，应保证喷距与移动速度都在最佳的状态，减少其它因素由于变化产生的影响;第三，保质组理想的喷射角度;第四，选择合适的磨料类型，才能保证磨料装置的喷涂以及清洗获得良好的效果;第五，控制磨料流量和粒度。

3.3 其它问题

3.3.1 防锈问题

对油管内外表面进行防腐预处理过程中，随着油管金屬材料与水发生接触，在长时间清洗过程中，油管表面会重新生成锈迹。首要，为防止油管出现新的锈迹，工作人员应完成油管内外表面防腐预处理后，对油管表面进行钝化处理，既能提升油管表面的防腐能力，还能使涂层更易与油管表面贴合。

3.3.2 油管传送方式

油管的传送过程，应使该过程处于平稳高效的状态，这需要油管的上料、下料以及内外表面，都应进行彻底的清洗，才能防止由于腐蚀导致上述部分出现漏洞，影响到石油的正常运输。

3.3.3 安全问题

使用磨料射流工艺进行油管的防腐预处理时，需要工作人员控制好水射压力，同时仔细检查水射时使用的设备，避免在高压蓄能状态下，产生的强大水压力会破坏水射结构，导致高压水流在结构的不同位置射出，伤害到工作人员以及其它工作设备。

4 结语

综上所述，在对油管进行防腐预处理时，采用磨料射流工艺，既能快速完成油管的防腐预处理，还能增强油管的抗腐蚀能力，有效的延长油管的使用寿命。另外，磨料射流工艺已经完成自动化操作升级，工作人员可通过计算机进行自动化操作，不仅降低工人的工作量，还能避免工作受到高压水射流的伤害。

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