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不锈钢泵管道腐蚀原因分析

2017-04-12 13:47:12

  随着石油工业的发展,我国现已拥有长输油气管道约2万公里(其中输油、输气管道约各1万公里),这些油气管道分布在22个省、市、自治区,形成了贯穿   主要地区的地下大动脉,把油气田和炼油厂、化纤厂、化肥厂、铁路装卸站及油港连接起来,担负着65%以上原油产量及95%   气产量的输送任务;另外,我国的21个油气田大约还有集输管道25余万公里。油气管道运输不断得到发展,在能源运输领域和国民经济各部门中起着举足轻重的作用。
  但是应该看到,我国的油气管道约有63.3%是在70年代前建设的,受历史条件的限制,管道的早期防腐措施薄弱。随着这些不锈钢泵管线在役时间的延长,逐渐暴露出搜盖层老化和管体腐蚀等问题。同时,国内各大油田的主力油层原油含水率己达80~95%,因而加速了原油生产输送管道系统的腐蚀速度。目前的外防腐方法主要采取是外覆盖层与阴极保护相结合的保护方式;内防腐方法一般也土要有在管道内壁喷涂防腐层(内衬)以及加缓蚀剂于输送介质之中二种方法。深入了解我国管道运输的特点及腐蚀现状,掌握不锈钢泵管道腐蚀的规律并加以控制,对腐蚀程度严重的管道采用适宜的技术进行修复,以期达到   佳的经济效益,是摆在我们面前的迫切任务之一。它对于延长管道的使用寿命,确保国民经济“地下大动脉”的   运行都具有十分重要的现实意义。
  长输及油田集输管道的腐蚀原因可归纳为主观和客观两大类:主观原因包括防腐措施、施工质量及维修是否及时、运营管理、人为破坏等原因:客观原因有管线所处的环境、输送介质的化学组成及其腐蚀性,以及输送工艺的物理因素等。具体说来,国内管线的主要腐蚀原因按其轻重顺序拟归纳为以下几个方面:
  (1)埋地不锈钢泵管道受土坡腐蚀的影响:土坡是一个多相、多孔电解质和复杂的、非均质胶体体系,可以形成类型各异的腐蚀电池。一般说来,当土坡含盐量大、透气性好、含水量大、pH值低和电阻率小时,腐蚀性就大。另外,土壤中含有微生物、细菌及存在杂散电流干扰时,也会加剧埋地金属管道外壁的电化学腐蚀。
  (2)各种腐蚀性介质及其物理因素造成的不锈钢泵管道内壁腐蚀:原油含水量、油气水乳化液的稳定性、管道内部分积水及管道输送介质中含H2O、O2、H2S、SO2、CO2、Cl-、SRB及pH值等都可能造成管内壁的化学和电化学腐蚀,且输送温度越高,管道内壁腐蚀就越严重。除输送温度外,其他如压力、流速和流态、夹带的固体和液体、振动、沉淀、砂磨等原因使管道底部变薄后穿孔,以及这些因素的相互作用都会对管道内壁腐蚀起到不同程度的   作用。
  (3)施工质量不高造成的影响:管道外壁腐蚀的许多事例是由于施工质量不高所引起的(包括预制除锈、涂装、固化质量、装卸、下沟,如吊装时钢丝绳损坏沥青绝缘层、接头焊接处未及时修整、补口等)。这问题在许多油田管网建设中存在较为普遍,从而影响了管道的预期寿命。因此不仅要严格控制防腐层材料的质量,而且应严格各施工工序质量管理,以保证   终防腐层良好的质量。
  (4)不锈钢泵钢质管道内防腐补口:我国早期的长输和集输管道大多没有内防腐涂层,但由于长输管道的输送介质一般都经过除硫及脱水等预处理,其内壁腐蚀很小。而油田集输管道由于其高含水和强腐蚀性等原因,内壁腐蚀相对很严重。近年来一些油田虽已做了管道的内防腐涂层,但由于管接头受焊接高温影响,使热影响区的内涂层失效,造成腐蚀电流集中,仍出现突发性、局部腐蚀性穿孔事故。而对焊接接头涂层的补口处理上,外涂层补口较易进行,管内壁补口技术则是公认的技术难题。目前有待开发出效果好、可以广泛采用的内补口技术。
  (5)地下植物根系(如芦苇根等)生长穿透覆盖层导致管道外壁腐蚀:这种腐蚀通常发生在多水环境中,如大港、辽河、等油田滩海地区,生长的芦苇根茎很容易穿透传统的沥青防腐层,导致细菌及地下水浸泡管体造成侵蚀性腐蚀。目前的措施一般是采取可以形成较高强度漆膜的环氧煤沥青作覆盖层,使各种离子难于穿透漆膜,从而具有防止芦苇根茎及地下细菌穿透的能力。
  (6)埋地硬质聚氨脂泡沫“黄夹克”保温管腐蚀主要原因有:A:厂内预制发泡时原料配比和料温控制不当,造成保温层发泡不充分、不闭合,管端无帽密封,导致进水而发生腐蚀:B:现场补口时,“黄夹克”被划伤或老化龟裂,使水渗透到泡沫内与PAPI或氟里昂反应,析出Cl-,腐蚀金属管道外壁。(据测定聚泡塑料在水中溶出Cl-含量高达0.0053,管道腐蚀率高达3.6mm/a);C:管道焊接质量差,如未焊透、有夹渣和气孔等,也促成了管道腐蚀穿孔。
  目前“泡夹克”结构的保温管线存在的问题相对较多,主要由于保温材料气孔率一般为70~98%吸水率较大。只有确保在制造、存放、运输、安装和运行等环节,水分都不渗入保温层,保温管道的使用寿命才是可以保证的。这有待于改进设计新的防腐保温结构、开发新的施工技术和加强施工质量管理。
  (7)部分不锈钢泵管线的阴极保护效果不好:目前我国的阴极保护技术已接近水平,形成了我国的标准。管线普遍采用了扭盖层与阴极保护的联合保护方式,但在运行中容易出现以下三类问题需要加以防范:A:仪器设备可靠性差、故障多,影响了阴极保护系统的正常运行;B:阴极保护系统中所采用的阳极规格品种少,配套性差,影响工程选用;C:阴极保护管理不严格,有的单位无阴极保护岗位,对阴极保护数据的收集分析不够。
  (8)其他一些因素对管道造成的破坏:如在管沟在回填时,涂层遭到碎石损坏。在埋地管线区域进行其他施工时,各种附加于地层的压力对管道造成破坏。其他还有人为破坏造成管线的损坏,如因社会治安混乱造成的偷油,窃取阴极保护设备等。需要加强社会法制教育和管道的运营管理。
  综合看来,油气水普通碳钢管线的使用情况,使用期   长者为30~45年,   短者为5~10年,平均1525年。因此,管道的修理、修复和   新工作显得越来越重要,它己成为管道建设和运营的重要组成部分。

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