集輸脫水站管道常見問題及對(duì)策

姜樂

[摘 要]2013年11月22日凌晨3點(diǎn)，位于青島市黃島區(qū)秦皇島路與齋堂島路交匯處，中石化輸油儲(chǔ)運(yùn)公司濰坊分公司輸油管道破裂，在搶修過程中，發(fā)生爆燃事故。造成大量人員傷亡，損失慘重。油田集輸脫水站管道系統(tǒng)是由不同管徑的集輸管道，污水管道、加藥管道等組成，各種管道經(jīng)過多年運(yùn)行后，由于腐蝕、堵塞、運(yùn)行管理不善等原因，不可避免的會(huì)產(chǎn)生各種損傷和泄露，帶來嚴(yán)重的安全隱患，但全部更換新管道，不僅工程量龐大，而且耗資大、工程期長(zhǎng)。所以要做好集輸脫水站管道的日常維護(hù)管理工作。

[關(guān)鍵詞]管道 腐蝕 堵塞 措施

中圖分類號(hào)：TE866 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）02-0254-01

1 管道存在問題分析

1.1管道腐蝕

管道腐蝕主要有以下幾種：由原電池原理而導(dǎo)致的鋼鐵吸氧腐蝕；室外架空管道由于酸雨導(dǎo)致管道表面極具酸性的硫化物（二氧化硫和硫化氫）而導(dǎo)致的析氫腐蝕；室外架空管道由于大氣降水導(dǎo)致的二氧化碳酸性腐蝕；管道表面能夠代謝硫酸鹽的細(xì)菌導(dǎo)致的細(xì)菌腐蝕和管道內(nèi)積水導(dǎo)致的腐蝕等，其中吸氧腐蝕是最多的腐蝕情況。集輸脫水管道的管材一般為鋼管，由于輸送的油品中含有硫元素和酸性物質(zhì)，外加部分管道埋設(shè)在土壤中，由于地下水的存在，導(dǎo)致金屬管道被腐蝕。

1.據(jù)金屬被破壞的基本特征分類

根據(jù)金屬被破壞的基本特征可把腐蝕分為全面腐蝕和局部腐蝕兩大類：

（1）全面腐蝕：腐蝕分布在整個(gè)金屬表面上，可以是均勻的，也可以是不均勻的。對(duì)全部集輸脫水管道系統(tǒng)而言。

（2）局部腐蝕：腐蝕主要集中在金屬表面某一區(qū)域（如在管道進(jìn)入室內(nèi)的各種穿墻時(shí)，沒有做好管道防腐工作），而表面的其他部分幾乎未被破壞。例如點(diǎn)蝕、孔蝕、垢下腐蝕等。垢下腐蝕形成的垢下溝槽、塊狀的腐蝕，不易被發(fā)現(xiàn)，往往是在清垢后或腐蝕穿孔后才知道。局部腐蝕的危害性極大，管道在使用較短的時(shí)間內(nèi)造成腐蝕穿孔，致使原油泄漏，影響集輸脫水站的正常生產(chǎn)。

2.據(jù)腐蝕環(huán)境分類

按照腐蝕環(huán)境分類，可分為輸送液體內(nèi)化學(xué)介質(zhì)腐蝕、室外架空管道的大氣腐蝕、埋地管道的土壤腐蝕。

3.據(jù)腐蝕過程的特點(diǎn)分類

金屬的腐蝕也可按化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、物理腐蝕3 種機(jī)理分類。

（1）金屬管道的化學(xué)腐蝕：是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。在化學(xué)腐蝕過程中，電子的傳遞是在金屬與氧化劑之間直接進(jìn)行的，因而沒有電流產(chǎn)生。但單純化學(xué)腐蝕的例子是很少見的。很多金屬與空氣中的氧作用，在金屬表面形成一層氧化物薄膜。表面膜的性質(zhì)（如完整性、可塑性、與金屬的附著力等）對(duì)于化學(xué)腐蝕速率有直接影響。它作為保護(hù)層而具有保護(hù)作用，首先必須是緊密的、完整的。

（2）金屬管道的電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液作用所發(fā)生的腐蝕，是由于金屬表面發(fā)生原電池作用而引起的，這一類腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。金屬電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生，是由于金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)形成了腐蝕原電池所致。

（3）金屬管道的物理腐蝕：是指金屬由于單純的物理溶解作用所引起的破壞，如許多金屬在高溫熔鹽、熔堿及液態(tài)金屬中可發(fā)生物理腐蝕。

1.2管道連接部位泄漏

集輸脫水站管道須使用一定的鏈接方式才能構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。壓力不高，較為方便使用閥門進(jìn)行開閉控制和流量調(diào)節(jié)。集輸管道和閥門或者其他設(shè)備（如：泵）連接處以及管道需要拆卸的地方都采用法蘭連接，為保證法蘭連接處的嚴(yán)密性，在法蘭兩側(cè)都需要使用相對(duì)質(zhì)軟的法蘭墊圈進(jìn)行輔助。

實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，由于有腐蝕、磨損等原因會(huì)造成法蘭面的損壞，墊片薄了就很難達(dá)到密封效果，就不能保證密封效果了。法蘭連接很少是因強(qiáng)度不足而遭破壞的，經(jīng)常由于密封墊片不好導(dǎo)致泄漏。密封問題已成為法蘭連接中的主要問題，而法蘭密封面與墊片又直接影響到法蘭的密封，因此法蘭處極易發(fā)生泄漏。

法蘭常用的石棉、石墨、聚四氟乙烯等密封墊片，由于其密封材料的組織疏松，致密性差，纖維與纖維之間無數(shù)的微型縫隙，很容易被介質(zhì)浸透，特別是在一定的壓力作用下，介質(zhì)就會(huì)通過纖維間的微型縫隙滲透到低壓側(cè)來，即通過墊片本身的滲漏稱為滲透泄露。滲透泄露與介質(zhì)的工作壓力有關(guān)。壓力越高，泄露越大。但是皮質(zhì)墊片不完全遵循這一規(guī)律，只在介質(zhì)壓力開始增大時(shí)，泄露量增大，而當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到一定值后，在增大壓力，滲漏量反而減小。發(fā)生這種情況的原因是皮質(zhì)內(nèi)部的微小孔穴，由于介質(zhì)壓力的作用而受壓縮，使孔穴變小所致。由此可見，滲透泄漏與密封材料也是密切相關(guān)的。除此之外，介質(zhì)的物理特性對(duì)滲透泄漏也有影響。一般而言，粘性大的介質(zhì)不易發(fā)生滲透泄漏。

在日常應(yīng)用中也會(huì)發(fā)現(xiàn)， 使用石棉橡膠的密封墊片，在常溫狀態(tài)下，當(dāng)介質(zhì)為空氣，壓力為0.6MPa時(shí)就會(huì)發(fā)生滲透泄漏。而介質(zhì)為水時(shí)，使用壓力能達(dá)到2.5MPa甚至更高。此外，介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)也影響滲透泄漏，分子大的介質(zhì)不易透過密封墊，例如氨氣和水蒸氣比較，氨氣比水蒸氣要容易發(fā)生泄漏，這是因?yàn)榘狈肿有《肿哟笏隆Ｓ绕涫菍?duì)分子非常小的氫氣來說，皮質(zhì)密封墊片是無法實(shí)現(xiàn)密封的。

從以上的分析可以看出，滲透泄漏只要針對(duì)不同的介質(zhì)，根據(jù)其操作壓力選擇合適的墊片材料和墊片形式是可以避免的，我們?nèi)粘Ｋf的泄漏均是指法蘭的密封界面泄漏。

2 管道問題解決對(duì)策

2.1管道腐蝕對(duì)策

由于管道腐蝕的成因與條件不盡相同，因此管道防腐依據(jù)不同的腐蝕情況也有以下幾種不同的方法：合理選材，依據(jù)不同的輸送介質(zhì)和環(huán)境條件選擇不同種類的材料；陰極保護(hù)，就是外加直流電源，是原本為陽(yáng)極的管道金屬本身變?yōu)殛帢O而得到保護(hù)，或者可以將化學(xué)活性相對(duì)更為活潑的一種金屬附加在管道上，使兩者構(gòu)成原電池，此時(shí)更活潑的金屬被腐蝕而管道本身則得到保護(hù)；介質(zhì)處理，包括除去介質(zhì)中腐蝕性強(qiáng)的成分；金屬表面添加防腐涂層（如：瀝青）以此隔絕鋼材制管道和空氣中的氧氣接觸，以此達(dá)到保護(hù)效果；

添加“緩蝕劑”，緩蝕劑是添加于金屬設(shè)備中用于減緩腐蝕的一種專用添加劑，由于用量小、投資省和效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，是目前管道及其他領(lǐng)域防腐技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向，緩蝕劑的防腐蝕原理可描述為反催化，即和化工生產(chǎn)中所使用的催化劑原理相反，緩蝕劑會(huì)提高化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，以此減慢腐蝕反應(yīng)的發(fā)生速度。

集輸脫水站常用管道清洗技術(shù)主要分為化學(xué)清洗和物理清洗?；瘜W(xué)清洗是利用化學(xué)藥劑與污垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使污垢從清洗物體表面分離并溶解分散到水中的清洗方法?；瘜W(xué)清洗一般有浸泡法、噴淋法、循環(huán)開路法沖洗。油田常用的化學(xué)清洗主要以酸性化學(xué)清洗劑為主，往往采用阻垢劑來防止水垢產(chǎn)生或抑制其沉積生長(zhǎng)，防止管壁上結(jié)垢。在使用阻垢劑的過程中，一般在進(jìn)入中轉(zhuǎn)站二合一摻水管線的前端，用加藥泵通過管線把阻垢劑加入集輸管道內(nèi)。

物理清洗是利用力、熱、聲、光、電等物理作用進(jìn)行去除污垢的清洗方法。？物理清洗又分為空穴射流清洗技術(shù)、高壓水射流清洗技術(shù)、脈沖清洗技術(shù)、超聲波清洗技術(shù)，其中脈沖清洗技術(shù)又分為氣脈沖清洗和 電脈沖清洗。目前油田常用的物理清洗管線技術(shù)以空穴射流清洗、高壓水射流清洗和氣脈沖清洗為主。

參考文獻(xiàn)

崔之建 史秀敏 李又綠 油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施腐蝕與防護(hù) 石油工業(yè)出版社

劉天佑 史航 第五運(yùn)輸業(yè)—石油儲(chǔ)存與運(yùn)輸 石油工業(yè)出版社