论文部分内容阅读
[摘 要]大港油田第三采油厂地面管线及储罐所处环境土壤电阻率低，介质腐蚀性强；储罐的腐蚀问题必然制约油田的发展和经济效益。经过十余年的摸索，阴极保护技术已经形成规模；通过研究、改造和精细管理，第三采油厂的腐蚀治理取得了显著的成效。通过开展后评价工作，总结了经验，细化了管理，为该技术的进一步推广提供了支持。
[关键词]项目后评价 阴极保护 钢质储罐
中图分类号：R465 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0381-01
引言
大港油田第三采油厂现有联合（中转）站11座，站内建有各类立式钢质储罐123具，担负着全厂原油、污水处理任务。虽然在罐建设初期已考虑防腐蚀措施，但由于所处地域土壤电阻率低（5-10Ω·m），腐蚀性较强，但在罐使用过程中，随着时间的延长，防腐性能会逐渐下降，使用10-15年，即会发生腐蚀穿孔现象。储罐腐蚀穿孔不仅给安全生产带来安全隐患，大修还要增加生产成本。为减缓储罐底板外壁腐蚀，延长使用寿命，自2012年至今我厂在借鉴阴极保护技术在埋地管道上取得良好防腐效果的基础上，开展了储罐底板外壁阴极保护技术应用，有效控制了在用储罐的腐蚀趋势，确保了安全生产，截止目前，已实施储罐阴极保护78具，为总结取得经验，开展项目后评价。
1、应用概况
1.1 阴极保护防腐原理与分类
阴极保护是将电位较负金属接在被保护金属结构上，使两者在电介质中形成宏观电池。前者失电子而成为阳极（阳极极化），受到腐蚀；后者得电子成为阴极（阴极极化），得到保护。阴极保护分为牺牲阳极法和外加电流法两种方法，这两种方法的差别在于：产生保护电流的方式和“源”不同。前者，是利用电位更负的金属或合金；后者，是利用直流电源。
1.2 方案实施技术路线
我厂联合（中转）站现有储罐在不同站点主要分布在原油处理和污水处理区两部分，为提高保护效果，节省投资，我们确定了如下方案，即在原油处理区实施牺牲阳极法，在污水处理区或注水区实施外加电流法，这样的设计方法能充分地使牺牲阳极与外加电流两大系统有机地结合起来，形成一套可靠的联合阴极保护整体。方案设计依据为采用标准为《钢质储罐罐底外壁阴极保护技术标准（SY/T008-95）》、《钢质管道及储罐防腐蚀工程设计规范（SY/T007-1999）》、《电力工程电缆设计规范（GB50217-94）》、《强制电流深阳极地床技术规范（SY/T0096-2000）》等。牺牲阳极保护地床采用锌阳极；强制电流辅助阳极地床采用了钛基金属氧化物阳极，深井结构；强制电流设备选用多功能PS-I系列恒电位仪器。方案设计的主要技术参数如下：
储罐自然电位：-0.67V（相对Cu/CuSO4做参比电极，下同），最小保护电位：-0.85V，汇流点电位：-1.1V，储罐底板电位：-0.85V，储罐罐底保护电流密度：20mA/m2
1.3 实施情况
依据上述方案实施路线，采油厂自2012年至2016年完成8座联合（中转）站78具储罐保护，具体完成工作量如下：
2、效果评价
2.1 方案评价
我厂储罐区域性阴极保护实施方案，是在借鉴近年来其他兄弟油田应用经验基础上，结合现场实际现状制定的，在原油处理区实施牺牲阳极法，在污水处理区或注水区实施外加电流法，这样的设计方法能充分地使牺牲阳极与外加电流两大系统有机地结合起来，形成一套可靠的联合阴极保护整体。它填补了区域性阴极保护技术在油田联合站应用的空白。。一方面牺牲阳极可以给被保护金属不间断提供阴极极化电流，排除电性干扰，确保站区生产安全；另方面外加电流又可迷补牺牲阳极工作效率的不足，从而可有效提高站区设施的阴极保护效果，延长其使用寿命。
2.2 实施过程评价
为确保工程顺利实施，通过工程招标方式，优选了具有丰富经验的专业施工队伍，甲乙双方签定了施工技术协议。施工前要求施工人员熟悉设计图纸和有关标准，做到理解、掌握。施工中严格按照图纸和规范执行，严格每一道工序的管理。施工过程中严格执行工序检验，保证了每一道工序的产品都能满足了设计要求。在工程实施过程中，对重要施工参数进行了跟踪测试，只有达到施工技术要求，才能进行下步工序，隐蔽工程施工甲方经过现场验收合格，才能回填。确保了工程的施工质量。
2.3 实施效果评价
阴极保护的效果，通常用检测保护体保护电位的方法进行衡量，衡量标准为对地保护电位应达到-0.85V（相对Cu/CuSO4参比电极），或在瞬间断电情况下，在自然电位基础上负移lOOmY。每个站点工程施工完成后，我们联合设计单位、技术监督单位、施工单位、管理维护单位进行了联合验收，验收过程中严格执行了设计、技术协议及相关技术标准，主要检测技术参数包括阳极地床接地电阻、汇流点电位、罐底四周保护电位等。通过联合验收，每个站点达到了达到方案要求的技术指标。
3、投资与经济效益评价
我厂自2012年开展联合（中转）站储罐阴极保护工程以来，共完成78具储罐保护，工程总投资329万元。工程实施后，定期对保护电位进行测试，目前所有保护系统运行正常。阴极保护系统设计使用寿命为10年。根据调查统计我厂已大修或更换储罐罐底平均使用年限为10-20年，平均腐蚀速率约为0.75mm/d；实施阴极保护防腐措施后，根据埋设腐蚀挂片对比腐蚀速率可控制在0.2mm/a以内，储罐罐底使用寿命理论计算可延长使用寿命1倍以上，79具储罐可创效益达8700万元以上，可见储罐实施阴极保护技术所创效益是十分巨大的。
4、综合后评价
大港油田储罐所处环境腐蚀性较强，为减缓储罐罐底腐蚀，消除事故隐患，延长使用寿命，实施成熟有效的阴极保护措施是十分必要的。在工程实施过程中，对实施方案进行了充分论证，施工过程进行了有效跟踪和过程监督，各项技术指标得到了有效落实，实施效果达到了预期目的。
总结
阴极保护技术具有投资少、保护见效快、安全性高的特点。它虽然不能带来诸如增加原油产量这种显性的直接的经济效益，但延长管线使用寿命是一种长期的稳定的间接的经济效益。在安全环保方面，实施阴极保护措施后，有效地控制了管道腐蚀，减轻了因管道腐蚀所造成的穿孔及跑、冒、漏油情况给环境带来的污染。因此阴极保护技术不仅可有效控制金属设施的腐蚀速度，延长其使用寿命，更为重要的是避免安全隐患的发生，其经济效益、社会效益是巨大的。
通过开展项目后评价工作，总结了经验，细化了管理，为该技术的进一步推广提供了支持。
参考文献
[1] 李章亚.《油气田腐蚀与保护技术手册（上册）》.北京.石油工业出版社，1999：153-213.
[2] 杨筱蘅，张国忠.《输油管道设计与管理》.东营.石油大学出版社，2004.
[3] 中國石油天然气总公司.埋地钢质管道阴极保护参数测试方法（GB/T21446-2008）.中华人民共和国石油天然气行业标准.
[关键词]项目后评价 阴极保护 钢质储罐
中图分类号：R465 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0381-01
引言
大港油田第三采油厂现有联合（中转）站11座，站内建有各类立式钢质储罐123具，担负着全厂原油、污水处理任务。虽然在罐建设初期已考虑防腐蚀措施，但由于所处地域土壤电阻率低（5-10Ω·m），腐蚀性较强，但在罐使用过程中，随着时间的延长，防腐性能会逐渐下降，使用10-15年，即会发生腐蚀穿孔现象。储罐腐蚀穿孔不仅给安全生产带来安全隐患，大修还要增加生产成本。为减缓储罐底板外壁腐蚀，延长使用寿命，自2012年至今我厂在借鉴阴极保护技术在埋地管道上取得良好防腐效果的基础上，开展了储罐底板外壁阴极保护技术应用，有效控制了在用储罐的腐蚀趋势，确保了安全生产，截止目前，已实施储罐阴极保护78具，为总结取得经验，开展项目后评价。
1、应用概况
1.1 阴极保护防腐原理与分类
阴极保护是将电位较负金属接在被保护金属结构上，使两者在电介质中形成宏观电池。前者失电子而成为阳极（阳极极化），受到腐蚀；后者得电子成为阴极（阴极极化），得到保护。阴极保护分为牺牲阳极法和外加电流法两种方法，这两种方法的差别在于：产生保护电流的方式和“源”不同。前者，是利用电位更负的金属或合金；后者，是利用直流电源。
1.2 方案实施技术路线
我厂联合（中转）站现有储罐在不同站点主要分布在原油处理和污水处理区两部分，为提高保护效果，节省投资，我们确定了如下方案，即在原油处理区实施牺牲阳极法，在污水处理区或注水区实施外加电流法，这样的设计方法能充分地使牺牲阳极与外加电流两大系统有机地结合起来，形成一套可靠的联合阴极保护整体。方案设计依据为采用标准为《钢质储罐罐底外壁阴极保护技术标准（SY/T008-95）》、《钢质管道及储罐防腐蚀工程设计规范（SY/T007-1999）》、《电力工程电缆设计规范（GB50217-94）》、《强制电流深阳极地床技术规范（SY/T0096-2000）》等。牺牲阳极保护地床采用锌阳极；强制电流辅助阳极地床采用了钛基金属氧化物阳极，深井结构；强制电流设备选用多功能PS-I系列恒电位仪器。方案设计的主要技术参数如下：
储罐自然电位：-0.67V（相对Cu/CuSO4做参比电极，下同），最小保护电位：-0.85V，汇流点电位：-1.1V，储罐底板电位：-0.85V，储罐罐底保护电流密度：20mA/m2
1.3 实施情况
依据上述方案实施路线，采油厂自2012年至2016年完成8座联合（中转）站78具储罐保护，具体完成工作量如下：
2、效果评价
2.1 方案评价
我厂储罐区域性阴极保护实施方案，是在借鉴近年来其他兄弟油田应用经验基础上，结合现场实际现状制定的，在原油处理区实施牺牲阳极法，在污水处理区或注水区实施外加电流法，这样的设计方法能充分地使牺牲阳极与外加电流两大系统有机地结合起来，形成一套可靠的联合阴极保护整体。它填补了区域性阴极保护技术在油田联合站应用的空白。。一方面牺牲阳极可以给被保护金属不间断提供阴极极化电流，排除电性干扰，确保站区生产安全；另方面外加电流又可迷补牺牲阳极工作效率的不足，从而可有效提高站区设施的阴极保护效果，延长其使用寿命。
2.2 实施过程评价
为确保工程顺利实施，通过工程招标方式，优选了具有丰富经验的专业施工队伍，甲乙双方签定了施工技术协议。施工前要求施工人员熟悉设计图纸和有关标准，做到理解、掌握。施工中严格按照图纸和规范执行，严格每一道工序的管理。施工过程中严格执行工序检验，保证了每一道工序的产品都能满足了设计要求。在工程实施过程中，对重要施工参数进行了跟踪测试，只有达到施工技术要求，才能进行下步工序，隐蔽工程施工甲方经过现场验收合格，才能回填。确保了工程的施工质量。
2.3 实施效果评价
阴极保护的效果，通常用检测保护体保护电位的方法进行衡量，衡量标准为对地保护电位应达到-0.85V（相对Cu/CuSO4参比电极），或在瞬间断电情况下，在自然电位基础上负移lOOmY。每个站点工程施工完成后，我们联合设计单位、技术监督单位、施工单位、管理维护单位进行了联合验收，验收过程中严格执行了设计、技术协议及相关技术标准，主要检测技术参数包括阳极地床接地电阻、汇流点电位、罐底四周保护电位等。通过联合验收，每个站点达到了达到方案要求的技术指标。
3、投资与经济效益评价
我厂自2012年开展联合（中转）站储罐阴极保护工程以来，共完成78具储罐保护，工程总投资329万元。工程实施后，定期对保护电位进行测试，目前所有保护系统运行正常。阴极保护系统设计使用寿命为10年。根据调查统计我厂已大修或更换储罐罐底平均使用年限为10-20年，平均腐蚀速率约为0.75mm/d；实施阴极保护防腐措施后，根据埋设腐蚀挂片对比腐蚀速率可控制在0.2mm/a以内，储罐罐底使用寿命理论计算可延长使用寿命1倍以上，79具储罐可创效益达8700万元以上，可见储罐实施阴极保护技术所创效益是十分巨大的。
4、综合后评价
大港油田储罐所处环境腐蚀性较强，为减缓储罐罐底腐蚀，消除事故隐患，延长使用寿命，实施成熟有效的阴极保护措施是十分必要的。在工程实施过程中，对实施方案进行了充分论证，施工过程进行了有效跟踪和过程监督，各项技术指标得到了有效落实，实施效果达到了预期目的。
总结
阴极保护技术具有投资少、保护见效快、安全性高的特点。它虽然不能带来诸如增加原油产量这种显性的直接的经济效益，但延长管线使用寿命是一种长期的稳定的间接的经济效益。在安全环保方面，实施阴极保护措施后，有效地控制了管道腐蚀，减轻了因管道腐蚀所造成的穿孔及跑、冒、漏油情况给环境带来的污染。因此阴极保护技术不仅可有效控制金属设施的腐蚀速度，延长其使用寿命，更为重要的是避免安全隐患的发生，其经济效益、社会效益是巨大的。
通过开展项目后评价工作，总结了经验，细化了管理，为该技术的进一步推广提供了支持。
参考文献
[1] 李章亚.《油气田腐蚀与保护技术手册（上册）》.北京.石油工业出版社，1999：153-213.
[2] 杨筱蘅，张国忠.《输油管道设计与管理》.东营.石油大学出版社，2004.
[3] 中國石油天然气总公司.埋地钢质管道阴极保护参数测试方法（GB/T21446-2008）.中华人民共和国石油天然气行业标准.