[发明专利]一种输油管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气开采领域，具体而言，涉及一种输油管及其制备方法。

背景技术

在石油、天然气开采过程中，要使用大量输油管，输油管道的敷设一般采用地上架空或埋地两种方式。但无论采用那种方式，当输油管与四周介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其表面锈蚀。这种现象十分普遍。输油管遭到腐蚀后，影响所输油品的质量，缩短输油管道的使用寿命，严重可能造成泄漏污染环境。因此，人们不断地研究输油管的腐蚀机理并采取相应的防腐蚀措施。

目前，提高输油管防腐蚀能力的方法主要有：地上架空管道外防腐，采用涂刷油漆；埋地管道内防腐，采用涂刷耐油防腐涂料，埋地管道外防腐，采用防腐绝缘，同时埋地管道还可以配合牺牲阳极保护的电化学保护方法。这些方法均可提高输油管耐腐蚀性能，但无法较好的经受各种腐蚀性介质的腐蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输油管及其制备方法，以解决上述的问题。

一种输油管，包括输油管基体，所述输油管基体的表面由内至外依次具有化合物层以及金属氧化层，所述化合物层与金属氧化层为所述输油管基体依次采用氮碳钇离子渗剂、离子活化渗剂、氧离子渗剂渗入所形成；

其中所述氮碳钇离子渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na₂CO₃10%-15%，K₂CO₃10%-20%，NaCl20%-25%，CO(NH₂)₂30%-40%，K₂SO₃1%-3%，CeCO₃l%-3%，LiOH5%-10%，YCl₃0.03-1%；

所述离子活化渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na₂S0₄5%-10%，Na₂CO₃10%-20%，K₂CO₃10%-20%，NaCl20%-25%，CO(NH₂)₂30%-40%，K₂SO₃1%-3%，CeCO₃l%-3%，LiOH5%-10%，KCl3%-5%；

所述氧离子渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na₂CO₃20%-30%，NaNO₂20%-30%，NaNO₃30%-40%，CeSO₄10%-20%。

本发明中，输油管基体表明经氮碳钇离子渗剂处理，氮碳钇离子渗剂中的离子在输油管表面形成预期厚度的渗层，该渗层由金属元素的氮碳化合物以及氮在铁中的固溶体组成，具有高耐蚀的特性。

之后，经活性离子渗剂进一步活化并向输油管基体方向扩散，再次完成扩散以及吸附过程，调整金属元素氮碳化合物的比例和增加复合渗层厚度，从而提高输油管的抗疲劳性能。

最后，通过氧离子渗剂渗入处理，残留于输油管表面的氮碳钇离子渗剂与氧离子渗剂反应、形成的渗层为一部分氧以间隙形式溶入化合物晶格中，另一部分氧在表面形成金属氧化层，从而进一步提高输油管的抗耐蚀性能。

本发明通过将非金属元素和微量金属元素渗入进输油管基体的表面中，在输油管基体的表面形成化合物层以及金属氧化层，不仅极大地提高了输油管的耐蚀性，并且处理后的输油管还具有良好的力学性能，且性价比高，对环境没有污染。

本发明所用渗剂中有益活性离子稳定性好，随着可控离子渗入（PIP)处理的进行，活性离子浓度的下降呈现一定规律，通过化学分析检测手段对离子浓度进行分析，能定量调节渗剂中活性离子的浓度，同时通过改变渗入温度和渗入时间，可有效控制复合渗层中物相的比例，并得到预期的渗层厚度。

优选地，氮碳钇离子渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na₂CO₃10%-12%，K₂CO₃10%-15%，NaCl22%-25%，CO(NH₂)₂35%-40%，K₂SO₃1%-3%，CeCO₃l%-3%，LiOH8%-10%，YCl₃0.03-0.05%。