油田集輸管道腐蝕及其防護(hù)分析

李澤

摘 要：油田油氣水集輸管道的腐蝕問題一直是油田日常生產(chǎn)中所需要面臨的重要問題，尤其是在居民住宅附近的油田管線一旦由于腐蝕出現(xiàn)泄漏，不僅會造成資源浪費(fèi)，還會造成環(huán)境污染，給居民的生活帶來安全隱患。本文主要對油田集輸管道的腐蝕原因及其防護(hù)進(jìn)行相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：油田；管道；腐蝕；防護(hù)

1 概述

集輸管道是油氣儲運(yùn)工程中的重要組成部分，該部分的運(yùn)行狀況對我國油氣資源的配送具有直接影響。我國油氣運(yùn)輸集輸管道的發(fā)展速度較快，已逐漸形成了較為完善的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，為我國各行業(yè)的發(fā)展提供了充足的油氣資源，與此同時(shí)，集輸管道在使用過程中也面臨著一些問題，其中，腐蝕問題一直是管道安全運(yùn)行的重要威脅，也是集輸管道運(yùn)行管理部門工作的重心。

2 集輸管道腐蝕問題分析

近年來，我國對集輸管道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷改進(jìn)，已經(jīng)在很大程度上減少了腐蝕穿孔問題，但仍然無法完全杜絕，其主要原因有：

2.1 管道焊接問題 油氣管道工程具有工期長、施工復(fù)雜的特點(diǎn)，在工程建設(shè)過程中需要對各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以確保工程質(zhì)量。以管道焊接為例，在施工過程中，需要對管道焊接處進(jìn)行處理，這就導(dǎo)致焊口部位的防腐能力較弱，因此更容易出現(xiàn)腐蝕問題，進(jìn)而導(dǎo)致腐蝕穿孔。當(dāng)前，集輸管道焊口形式為先將防腐底漆或熱瀝青涂抹在管道焊縫處，然后纏繞塑料膠帶并加裝保溫層，如聚乙烯泡沫；最后，在保溫層外側(cè)纏繞膠帶，并加熱使其融化粘結(jié)。在進(jìn)行這道工序施工時(shí)，操作人員的技術(shù)水平不同，再加上施工條件的影響，導(dǎo)致焊口環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量無法得到有效保障。

2.2 管道材料問題 集輸管道材料的優(yōu)劣也是影響管道腐蝕的重要原因，生產(chǎn)商受利益驅(qū)使，在生產(chǎn)時(shí)沒有按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)，導(dǎo)致管道質(zhì)量在源頭上沒有得到有效控制，在使用過程中很容易出現(xiàn)腐蝕。另外，鋼質(zhì)管道即使做好內(nèi)防腐處理，但處理工藝存在缺陷，導(dǎo)致管道使用壽命較短，容易產(chǎn)生腐蝕穿孔問題。

2.3 防腐失效問題 國內(nèi)外相關(guān)專家對集輸管道的腐蝕原因做了深入而系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明管道腐蝕穿孔問題的發(fā)生很大程度是由于防腐層失效而產(chǎn)生的。防腐層有一定的使用壽命，使用至一定程度后會與管道產(chǎn)生剝離，兩者之間存在一定的孔隙，使多種化學(xué)成分進(jìn)入從而引發(fā)腐蝕。

2.4 集輸管道運(yùn)行環(huán)境 首先，油氣儲運(yùn)管道埋設(shè)在地下，地層土質(zhì)成分和水體會對管道產(chǎn)生影響。水體變化及其影響可通過專業(yè)的檢測設(shè)備進(jìn)行檢測；而土壤的腐蝕性難以判斷。目前采用兩種方法對土壤的腐蝕性進(jìn)行定性的判斷，一種是測土壤的電阻，將土壤分為強(qiáng)、中和弱三個(gè)等級；另一種是綜合評價(jià)，將土壤的含水量、酸堿度、電阻率以及土質(zhì)等要素作為評價(jià)依據(jù)，把土壤分為強(qiáng)、中、弱和不腐蝕四個(gè)等級。其次，溫度對腐蝕的影響。溫度包括油氣運(yùn)輸期間的管道外的環(huán)境溫度和管道溫度。管道腐蝕主要受管道穩(wěn)度的影響，一般情況下，溫度越高，其反應(yīng)速率越快。因此，高溫情況下，油氣集輸管道的腐蝕速率會加快。

2.5 運(yùn)輸油氣成分 集輸管道運(yùn)輸油氣成分復(fù)雜，不同成分的性質(zhì)不同，對管道產(chǎn)生的影響也存在一定的差異性。油氣中含硫化合物較多，就會加速管道腐蝕；二氧化碳溶解產(chǎn)生的碳酸，也能加速管道腐蝕；再加上電化學(xué)反應(yīng)的影響，金屬晶格受到破壞，油氣管道內(nèi)壁很容易發(fā)生腐蝕。油氣管道運(yùn)輸成分的復(fù)雜性，決定了其腐蝕是必然結(jié)果，只能通過有效措施減緩腐蝕速度，降低腐蝕造成的影響。

3 集輸管道防護(hù)措施分析

3.1 加工集輸管道安全防護(hù)管理 首先，施工前應(yīng)對管道質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢測，確保施工管道質(zhì)量、防護(hù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，杜絕不合格產(chǎn)品進(jìn)入施工場地。其次，施工階段的管理。施工階段應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理，做好管口焊接處理防護(hù)措施，對焊接點(diǎn)進(jìn)行必要的質(zhì)量檢測和安全防護(hù)；施工中管道設(shè)備的移動要謹(jǐn)慎，防止外界因素對防護(hù)層的破壞。最后，使用中的安全管理。利用在線監(jiān)測設(shè)備對集輸管道的性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)采取有效的防護(hù)措施，防止問題進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.2 管道防腐層技術(shù)的應(yīng)用 管道防腐層技術(shù)不斷發(fā)展，熔結(jié)環(huán)氧、煤焦油瓷漆和聚乙烯等管道防護(hù)技術(shù)已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用。較常用的內(nèi)涂層防護(hù)技術(shù)可使用新工藝，如環(huán)氧樹脂粉末涂層可采用熱噴玻璃防腐的新工藝，使涂層形成可耐300℃的高溫層，形成永不老化的玻璃與金屬復(fù)合的防腐產(chǎn)品，杜絕管道內(nèi)硫化物等酸性氣體與鋼質(zhì)管道的接觸。另外，增加防護(hù)層也能提高防腐效果，我國在建設(shè)“西氣東輸”工程時(shí)，應(yīng)用了三層聚乙烯防腐層技術(shù)，取得了良好的防腐效果。

3.3 緩蝕劑的防護(hù)效果 油氣管道內(nèi)壁接觸的油氣性質(zhì)較為復(fù)雜，為保障油氣運(yùn)輸?shù)陌踩院蜁惩ㄐ裕枰獙艿纼?nèi)壁進(jìn)行防腐處理。油氣內(nèi)含有的腐蝕性介質(zhì)容易導(dǎo)致管道積水部位發(fā)生開裂，為減少該危害的發(fā)生，可在管道內(nèi)使用緩蝕劑，降低管道的腐蝕速度。如GP-1型緩蝕劑已經(jīng)在多個(gè)油氣儲運(yùn)工程中得到應(yīng)用，其防護(hù)效果較為理想。

3.4 電化學(xué)保護(hù)技術(shù) 埋設(shè)地下的管道除受一般的腐蝕作用外，還會由于電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生加快腐蝕速度，此時(shí)可將陰極保護(hù)技術(shù)與防腐層技術(shù)聯(lián)合使用，提高防腐效果。陰極保護(hù)技術(shù)可分為排流保護(hù)法、犧牲陽極保護(hù)法和附加電流保護(hù)法，主要是利用電化學(xué)腐蝕原理進(jìn)行金屬保護(hù)的一種防腐技術(shù)，其防護(hù)效果十分明顯，已經(jīng)在國內(nèi)數(shù)以萬計(jì)的油氣管道中得到廣泛應(yīng)用。如犧牲陽極保護(hù)法是根據(jù)金屬活動性順序，將被保護(hù)金屬與另一種可提供電流的金屬或合金連接，以降低保護(hù)金屬的腐蝕速度。

3.5 其他防護(hù)技術(shù) 加強(qiáng)管道的質(zhì)量檢測，確保施工管道質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)；加大新型材料的應(yīng)用力度，使用玻璃管道、塑料管道、耐蝕合金管道以及鍍鋁鋼管等材料的使用力度；及時(shí)對達(dá)到使用年限的管道進(jìn)行更換，減少腐蝕穿孔造成的危害。

4 結(jié)語

油氣資源是我國工農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性能源，我國油氣資源分布和需求區(qū)域失衡嚴(yán)重，這就需要建設(shè)完善的油氣運(yùn)輸系統(tǒng)，確保油氣運(yùn)輸?shù)陌踩院蜁惩ㄐ?。集輸管道運(yùn)輸是油氣運(yùn)輸?shù)闹饕问?，而腐蝕是影響管道運(yùn)輸安全的重要問題，要解決腐蝕導(dǎo)致的鉆孔問題，需要從管道監(jiān)測、施工控制、工藝創(chuàng)新等多方面進(jìn)行保護(hù)，為油氣資源的安全運(yùn)輸?shù)於ɑA(chǔ)。

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