輸油管道的腐蝕及防護研究

王卓

摘要：當(dāng)前我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展過程中，促進了我國石油行業(yè)發(fā)展水平的全面提高。石油通常是依靠管道來進行運輸?shù)?，而長輸輸油管道是運輸中常見的一種運輸管道。但是在使用過程中，長輸輸油管道會發(fā)生管道腐蝕現(xiàn)象，嚴重影響了長輸輸油管道的使用壽命和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：輸油管道;腐蝕;防護研究

引言

隨著經(jīng)濟技術(shù)的飛速發(fā)展，管道由于其優(yōu)秀的性能已經(jīng)成為主要的運輸載體，廣泛應(yīng)用于石油、冶金、天然氣等各個行業(yè)。由于受到惡劣地質(zhì)環(huán)境的影響，加上管道鋪設(shè)時間久遠，在管道周圍和上方地形、土壤變化的共同影響下，管道發(fā)生腐蝕穿孔和應(yīng)力集中的概率與日俱增。管道腐蝕是油氣管線所面臨的諸多風(fēng)險中最危險之一，70%～90%的管道安全事故由管道腐蝕引發(fā)。

1輸油管道腐蝕的相關(guān)介紹

對于埋地管道，廣泛采用防腐涂層并附加陰極保護的防護方法進行防腐保護。外防腐層是管道防腐的第一道屏障，其作用是將管道與土壤環(huán)境隔離開來，避免管體接觸腐蝕性介質(zhì)而發(fā)生腐蝕。陰極保護是管道防腐的第二道屏障，其作用是對管道施加陰極電流，對涂層缺陷處的金屬提供附加保護。對于埋地管道的腐蝕控制而言，二者相輔相成。如果埋地管道的外防腐層存在缺陷，且缺陷處的管道陰極保護不足，就會導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生。為避免管道發(fā)生腐蝕，需要對管道的外腐蝕情況及防腐系統(tǒng)狀況進行科學(xué)的檢測和評價，查找外防腐層和陰極保護系統(tǒng)的缺陷，為管道完整性管理提供可靠的依據(jù)，以保證管道安全運行。目前常用的管道腐蝕檢測技術(shù)有弱磁腐蝕檢測、多向交流電位降技術(shù)的管道裂紋腐蝕檢測、交流干擾檢測等。但單一的檢測方法并不能有效地反映管道的腐蝕情況，本文結(jié)合各檢測技術(shù)的優(yōu)點，以關(guān)鍵點24h連續(xù)檢測法結(jié)合交流低電位梯度法（ACVG）為主，密間隔電位檢測和定向鉆防腐層質(zhì)量整體評估為輔，對某渡江輸油管道開展腐蝕防護檢測工作，評價各類檢測技術(shù)的優(yōu)缺點及適應(yīng)性，分析該段管道檢測結(jié)果，并根據(jù)管道埋設(shè)過深的實際情況采用兩端電流比較進行定向鉆防腐層質(zhì)量整體評估。通過分析該段管道檢測結(jié)果，提出了相應(yīng)的維護建議，可為該輸油渡江管線安全運行及維護提供借鑒。

2輸油管道發(fā)生腐蝕的主要原因

2.1土壤的腐蝕

目前，我國在制造長輸輸油管道時所使用的原材料都是鋼制材料，為了使我國的石油能夠運輸?shù)礁鱾€城市，在運輸中會使用大量的輸油管。這些輸油管道會掩埋在不同的土壤、河流、湖泊中，同時還會受到不同地區(qū)的氣溫、地下水等因素的影響，會使長輸輸油管道在使用一段時間之后出現(xiàn)不同程度的腐蝕。對于長輸輸油管道而言，即使是埋在比較干旱的沙漠地區(qū)也會出現(xiàn)管道腐蝕的現(xiàn)象。由于長期埋在地下還會使長輸輸油管道與土壤中的電解質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，而這種電化學(xué)反應(yīng)是導(dǎo)致長輸輸油管道發(fā)生腐蝕的主要原因之一。

2.2施工、設(shè)計不當(dāng)及違法施工造成防腐層破壞

在進行長輸輸油管道設(shè)計時，考慮到管道所處的環(huán)境是地下土壤，而地下土壤又會使輸油管道發(fā)生腐蝕。因此為了提高長輸輸油管道的使用壽命，在施工過程中，會在輸油管道的表層添加一層防腐層，主要是阻止輸油管道與土壤中的物質(zhì)的接觸來減少管道受到土壤因素的影響所發(fā)生的腐蝕。通過實踐經(jīng)驗可知，長輸輸油管道的彎頭部位是發(fā)生腐蝕比較嚴重的部位，因此長輸輸油管道的彎頭部位的設(shè)計應(yīng)該引起重視。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，很多其他項目的施工隊伍在進行地下掩埋施工時絲毫不顧及輸油管道的安全，經(jīng)常會破壞輸油管道的防腐層，加大長輸輸油管道發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象;

2.3輸油管道內(nèi)壁腐蝕

由于輸油管道所運輸?shù)挠途哂刑厥庑?，會存在大量的腐蝕性介質(zhì)。因此，長輸輸油管道在經(jīng)過長時間的使用后，管道的內(nèi)部也會出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。其主要原因是原油中的腐蝕性介質(zhì)與輸油管道發(fā)生接觸造成的。運輸過程中會加大管道內(nèi)壁的壓力，使管道內(nèi)部防腐層發(fā)生破損。在運輸中，由于原油中含有固體顆粒雜質(zhì)，也會增加原油與管道的磨損，再加上石油中會含有一部分水分，使輸油管道中的金屬與雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，最終導(dǎo)致長輸輸油管道內(nèi)壁的腐蝕。

3長輸輸油管道保護技術(shù)分析

3.1內(nèi)壁腐蝕的防護

長輸輸油管道內(nèi)壁腐蝕的保護措施，主要可以從三個方面入手。第一，是改善輸油管道的材質(zhì)，通過對運輸石油中腐蝕性介質(zhì)的分析，合理的選擇長輸輸油管道的原材料;第二，在長輸輸油管道的內(nèi)部涂抹防腐層，或者是添加一層非金屬材料，可以阻止腐蝕性介質(zhì)與長輸輸油管道的直接接觸;第三，通過使用一些化學(xué)藥劑和處理腐蝕性介質(zhì)的方法來降低石油管道內(nèi)部的腐蝕;

3.2外壁腐蝕的防護

對于長輸輸油管道進行外壁腐蝕的保護主要是減少土壤的腐蝕。首先，在輸油管道的表層涂一層防腐層，例如：石油瀝青防腐層等;其次，還可以利用烯膠粘帶的防護方法來對其進行保護，由于膠帶具有良好的粘黏性，能夠很好的吸附在輸油管道的外表層，從而起到更好的保護作用。因此這種保護方法機械性能好，施工簡單且成本較低，在長輸輸油管道的外壁腐蝕防護中應(yīng)用的十分廣泛;最后，可以采用電化學(xué)來減少土壤與長輸輸油管道發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，以減少土壤對管道的腐蝕;

3.3定期檢查、加強易腐蝕部位

由于長輸輸油管道長期埋置于地下，會受到土壤中物質(zhì)所帶來的影響加快長輸輸油管道的腐蝕。因此為了減少輸油管道腐蝕給石油運輸帶來的不便，需要施工人員定期對輸油管道進行檢查和維護，特別是對于易發(fā)生腐蝕的部位要進行全面的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的部位，要及時對其進行補焊或加固處理。對于彎頭、轉(zhuǎn)頭等易發(fā)生腐蝕的部位要進行重點監(jiān)護，做到發(fā)生問題能夠第一時間進行解決，防止腐蝕問題的進一步擴大

3.4油田輸油管道破損泄漏快速補焊工藝原理

輸油管道發(fā)生泄露問題時，帶壓焊接是一種應(yīng)用效果良好的焊接修補方法。其主要優(yōu)勢在于可以在不對管道壓力、溫度進行降低的狀態(tài)下開展焊接工作，達到在線修補的作用。在其操作過程中，需要將管道內(nèi)的泄露介質(zhì)進行引流，保證焊接過程的安全性，而后開展焊接工作。具體應(yīng)在充分了解現(xiàn)場情況與泄露部位情況的基礎(chǔ)上，設(shè)置相應(yīng)的引流裝置，一般采用封閉板與封閉盒，緊密結(jié)合泄漏部位外表面，并安裝可控制閘閥，在閘閥開啟后能夠通過引流裝置快速引出泄漏介質(zhì)，在焊接部位形成安全區(qū)域。

3.5補強材料安裝

在清除管道焊接部位防腐層之后進行補強材料的安裝工作。比如在對開式全包圍套袖的安裝過程中，需要充分掌握套袖的長度，以此為依據(jù)選用合適的勒緊裝置，對于1個套袖需要最少選擇2個。在套袖的安裝過程中，應(yīng)保證環(huán)向焊縫與縱向焊縫準(zhǔn)確對齊。其中縱向焊縫的位置應(yīng)確保在3點與9點位置。在隔離板條的安裝上，需要將其安裝于兩邊縱向直焊縫的中間部位。對隔離板條的長度作出合理選擇，使其與套袖的長度相一致，寬度上需要超過對接直焊縫的3～4倍。

結(jié)語

綜上所述，希望通過本文的論述能夠?qū)﹂L輸輸油管道的防腐起到一定的作用，更好的保障石油運輸工程的順利完成，進一步提高我國石油企業(yè)的經(jīng)濟效益和推動石油企業(yè)的發(fā)展。因此，需要提高輸油管道的質(zhì)量控制，嚴格的避免腐蝕等問題的發(fā)生，通過合理的防護措施，提高管道的使用效果。

參考文獻

[1]呂義超，沈衛(wèi)凱，錢玉華.榆濟天然氣管道交流雜散電流的檢測與防護[J].腐蝕與防護，2018，39（5）3：55-358.

[2]劉旋，徐輝，任釗震.長慶油田油氣管道腐蝕檢測與剩余壽命評價[J].油氣田地面工程，2015（9）：36-38.