酸性气体集输管线内涂层防腐技术

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1、2006NACE中国分会技术年会论文酸‘陛气体集输管线内涂层防腐技术张丽萍张其滨张彦军徐翠竹解蓓蓓(中国石油集团工程技术研究院)擅耍。在中国开发的天然气资源多数属于酸性气体，含有不同程度的CO=及／或H2s等酸性腐蚀介质，给开采和集榆带来困难．在以往的酸性气体集输工程中采用的腐蚀控制技术主要是：采用低强度无缝钢管加缓蚀荆、集中，单井脱水后输送干气等．本文论述了针对酸性气体集输管道内防腐要求研制的常温固化型和烘烤型两种耐酸防腐涂料及其性能评价：并介绍了在预制厂对单根钢管进行除镑和喷涂预制作业的工艺，以及内涂层现场补口的机具和工艺技术，为酸性气体囊输管道工程提供了一种可行的新

2、型内防腐技术措旄．关键词：酸性气体内涂层集输管道涂敷内补口一、叫吾我国最大的天然气生产基地位于川东，那里70％左右的天然气是含有H2s、c02的酸性气体，在有水时，会对金属管道和设备产生严重的腐蚀，对集输系统的压力管道和设备造成巨大破坏。国内外在控制酸性气体集输管线内腐蚀，通常采用的措施有：选用耐蚀管材：添加缓蚀剂；内覆盖层等。使用抗腐蚀台金管材防腐效果好，但合金钢管材的价格较高，一般为普通碳钢的几倍，因此初期投资较大，不适合我国的中低产油气田。注入缓蚀剂进行防护，初期投入较少，但累计投资成本高；缓蚀剂的有效浓度较低，有效保护期短；由于实际腐蚀环境的复杂，在一个区域适用的

3、防腐药剂，在另一个区域可能就不适用；投加缓蚀剂需要的加药装置过多，管理难度大，不利于安全生产。目前我国在控制集输管线腐蚀采取的主要措施是投加缓蚀剂。使用普通抗硫管材，对其进行涂敷层保护，防腐效果好，对油气井生产影响相对较小，工艺较简单，而且成本一般不会很高，但容易出现点蚀，如果出现漏涂现象，则会发生更为严重的局部腐蚀。如果能改善其工艺，并解决其漏涂和补口等问题，这种防护方法可在石油天然气工业中广泛应用。二、耐酸防腐涂料的研材(一)烘烤型耐酸防腐涂料在合成树脂中酚醛树腊具有突出的耐酸性，但它也有脆性大、附着力差等缺点。而环氧树脂具有附着力优良，耐温度和压力变化性强等优点。当

4、酚醛树脂与双酚A型酸性气体集输管残内涂层防腐技术环氧树脂配合使用时，在高温烘烤下环氧树脂的环氧基与酚醛树脂的酚羟基和羟甲基交联，如图1所示，生成网状立体结构的涂层。通过选择适宜的树脂，以及复合耐酸性优异的颜添料及其它助剂，研制出一种在常温下稳定的、单组分的烘烤型耐酸防腐耐酸涂料HIG-01。该涂料兼有环氧树脂良好的附着力、强韧性、耐碱性，又具有酚醛树脂良好的耐酸性、耐热性和耐溶剂性。⋯名飞哪H+CFI2叫H～—+—髫飞哪叫H2—铲～～＼o／一占H图1环氧树脂与酚醛树脂固化反应示意图(二)常温固化型耐酸防腐涂料以富有热稳定性的苯酚酚醛型树脂作为原料，环氧化后得到多官能的环氧

5、树脂，以酚醛改性胺作固化剂，辅以具有优异耐酸性的颜添料和其它助剂，研制成双组分的常温固化耐酸防腐蚀涂料JG-01。其固化物可形成高交联密度的体型网络结构，其固化物的网络结构如图2所示。从图中可看出，该固化产物主链上含有大量的刚性苯环结构，而且苯环之间由亚甲基连接，结构规整致密，腐蚀介质如酸等难以浸入，故可发挥其优异的热稳定性和耐药品性。0HR—HNcH2cH2HNcH2—oqHzHNcH2cH2一图2固化物的网络结构示意图三、耐酸防腐涂层的性能研究(一)涂层的耐腐蚀性能1．盐雾腐蚀试验试件制备：将涂料涂刷在70mmxl50mmxlmm的普通低碳钢试片上，涂层结构为两道底漆

6、和两道面漆，涂层干膜总厚度不小于250gm。试验方法：参照GB／T1771标准规定的检测方法，将试片放入英国SHEEN公司2222006NACE中国分会技术年会论文的SASS／450型盐雾箱内的样品架上，盐水浓度为(50-z10)g，L，pH值为6．5～7．2，设定温度为(35±2)℃，连续喷雾。试验结果：经4000h盐雾腐蚀试验后，HJG-01和JG．0l耐酸防腐蚀涂层均保持完好，仍有光泽，无腐蚀、起泡、开裂等缺陷。2．耐酸鹰蚀试验将涂料涂刷在中10mmxl20rain普通低碳钢试棒，棒一端为球面，另一端5衄处穿--／1,孔用于悬挂。涂层结构为两道底漆和两道面漆，涂层干

7、膜总厚度不小于250lain。涂层固化后将试棒放入表1所列的酸溶液中，在70℃下浸泡1000h后，在这些酸溶液中的mG．ol和JG—Ol耐酸防腐蚀涂层均保持完好，无起泡、开裂等不良现象。表I耐酸防腐涂料的耐酸试验结果酸溶液试验条件HJG．01JG．0120％HzS04涂层完好20％HNO，涂层完好15％HCl+15％HF70℃，1000h涂层完好12％HCl+3％HF+3％HCHo+3％HAc涂层完好28％HCl+o．Ol％HCHO+o．02％HAc涂层完好3．耐油田污水煮将涂料涂刷在中10mmxl20toni普通低碳钢试棒，