淺析石油管道焊接接頭的腐蝕與防護(hù)

楊大龍

摘 要：目前，中國(guó)很多油田的開(kāi)發(fā)已進(jìn)入中、高含水開(kāi)發(fā)期，石油管道運(yùn)輸系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，其中石油管道焊接接頭的腐蝕尤為嚴(yán)重，由此引起的石油開(kāi)發(fā)泄露以及管道系統(tǒng)的安全問(wèn)題頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，因此不斷改進(jìn)和提高石油管道接頭的焊接技術(shù)和方法是做好石油管道接頭的防腐工作的關(guān)鍵因素，也才可能使得石油運(yùn)輸管道的使用壽命延長(zhǎng)和更好的運(yùn)輸原油。

關(guān)鍵詞：石油管道焊接;接頭;腐蝕;防護(hù)

中圖分類號(hào)： TG457 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1673-1069（2016）33-175-2

1 ?石油管道接頭的焊接

石油管道的鋪設(shè)需要標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的管道來(lái)完成，而焊接石油管道因?yàn)榫哂谐杀镜汀⒐に囆院靡约耙子谥谱鞯葍?yōu)點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用于石油管道的鋪設(shè)工程中，可以說(shuō)石油運(yùn)輸管道接頭的焊接技術(shù)對(duì)石油運(yùn)輸管道的鋪設(shè)工程起著關(guān)鍵性作用。但是目前石油管道的焊接技術(shù)存在燒穿和流體從管壁帶著熱量?jī)蓚€(gè)問(wèn)題，這在一定程度上制約了石油管道的鋪設(shè)以及石油開(kāi)發(fā)工作的進(jìn)行。所以我們要不斷的研究石油管道的焊接原理以及改進(jìn)焊接方法，從而不斷促進(jìn)石油開(kāi)發(fā)工作的穩(wěn)定進(jìn)行。

石油管道接頭的焊接方法主要有焊條電焊弧、閃光焊接、氣體保護(hù)焊接和接頭感應(yīng)焊接。焊條電弧焊在石油管道接頭焊縫處采用纖維素型焊條進(jìn)行根焊和熱焊，然后再進(jìn)行填充焊和蓋面焊，且前者與后者所采用的焊條型號(hào)是不相同的。閃光對(duì)焊的原理是運(yùn)用兩個(gè)相同規(guī)格和相同材料的接頭通過(guò)低電壓（12V）和高電流（700-1000A）來(lái)融化，然后在加上一定的壓力擠壓焊接在一起。氣體保護(hù)焊是利用氣體作為電弧介質(zhì)保護(hù)電弧和焊接處、通過(guò)直流電流（100-500A）來(lái)焊接。接頭感應(yīng)焊接是先將兩個(gè)相對(duì)的接頭加工成相互適應(yīng)配合的內(nèi)外坡口，然后使用高頻感應(yīng)將接頭加熱使之接合。

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圖1 ?新型焊接技術(shù)工藝圖

2 ?石油管道焊接接頭的腐蝕

石油管道的焊接工藝的熱循環(huán)容易導(dǎo)致石油管道的焊接接頭組織發(fā)生變化，加上力學(xué)性能以及電化學(xué)性能的不穩(wěn)定性，石油管道的焊接接頭容易被腐蝕，從而大大降低了石油管道的石油壽命。目前我國(guó)大多采用電焊弧生產(chǎn)石油管道，但是這種石油管道的焊接及其容易導(dǎo)致焊縫的氫致開(kāi)裂和硫化物應(yīng)力腐蝕。油氣運(yùn)輸管道的焊接還存在不足之處，主要是燒穿，和流體從管壁帶走熱量。

2.1 石油管道焊接接頭腐蝕的原因

腐蝕是由管道接頭材料以及周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的管道接頭的變質(zhì)和破壞。石油管道接頭的腐蝕包括硫酸鹽腐蝕（SRB）、溶解氧腐蝕、二氧化碳腐蝕、硫化氫腐蝕、垢下腐蝕、應(yīng)力腐蝕。

2.1.1 ?四周物質(zhì)的腐蝕性對(duì)管道的腐蝕

能腐蝕石油運(yùn)輸管道接頭的物質(zhì)一般包括二氧化碳、有機(jī)硫化物和各種礦物質(zhì)等，周圍土壤的性質(zhì)及其它的微生物與介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng)弱息息相關(guān)，但是，由于長(zhǎng)途運(yùn)輸管道涉及的土壤性質(zhì)比較復(fù)雜多變，要想準(zhǔn)確評(píng)定其腐蝕性存在一定的難度。

2.1.2 ?周圍介質(zhì)的物理性狀的影響

因?yàn)槭凸艿来蠖嗖捎寐竦劁佋O(shè)，所以管道周圍的地下水的變化以及各種植物根系都會(huì)對(duì)石油管道造成腐蝕。

2.1.3 ?施工因素和焊接材料的影響

石油管道焊接材料的選取對(duì)其是否容易遭受腐蝕有著至關(guān)重要的影響，而且在進(jìn)行管道鋪設(shè)時(shí)是否綜合考慮周圍環(huán)境對(duì)后期管道的壽命也會(huì)造成嚴(yán)重的影響。

2.2 石油管道接頭腐蝕的影響

石油管道焊接接頭腐蝕不僅是造成石油失效事故的關(guān)鍵原因，石油管道焊接接頭腐蝕會(huì)穿孔造成石油泄漏，進(jìn)一步引起石油爆炸事故;而且管道接頭的腐蝕還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失，石油泄漏、爆炸，會(huì)造成石油污染和產(chǎn)生一系列有害化學(xué)物質(zhì)，嚴(yán)重影響著我們生存的環(huán)境;此外，石油是不可再生資源，是寶貴的礦產(chǎn)資源，腐蝕穿孔導(dǎo)致的大量原油泄漏就是一筆不可估算的經(jīng)濟(jì)損失，而且還制約著油田的開(kāi)發(fā)，不利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也會(huì)帶來(lái)間接的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)石油管道腐蝕事故很多，由此造成很大程度上的經(jīng)濟(jì)損失和污染，其中僅是四川輸油管道發(fā)生的管道腐蝕事故至少78次，其中川東公司所管轄的輸油管道在20世紀(jì)七八十年代就發(fā)生過(guò)12次腐蝕事故，造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)700萬(wàn)元;不僅國(guó)內(nèi)經(jīng)常發(fā)生石油管道接頭腐蝕事故，國(guó)內(nèi)外此類事故也是頻發(fā)不窮，2003年4月7日，美國(guó)俄克拉荷馬州Glenpool油庫(kù)一座12719m3的儲(chǔ)油罐在裝入柴油過(guò)程中，由于輸油管道的腐蝕引起爆炸起火，大火燃燒21 h，造成另外兩座儲(chǔ)罐受損，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)235.7×104美元，類似的事件不勝枚舉，所以說(shuō)石油管道接頭腐蝕事故是非常普遍的，其危害程度也難以估量。

3 ?石油管道焊接接頭防護(hù)措施

石油管道接頭的腐蝕問(wèn)題是一直以來(lái)都存在的，要想做好石油管道的腐蝕防護(hù)工作，不僅要了解其腐蝕的原因，更是要從技術(shù)上解決腐蝕問(wèn)題。

由石油管道焊接接頭的腐蝕原因可知，石油管道的防護(hù)主要從以下幾處著手：

①因環(huán)境選材;

②涂層防腐;

③改進(jìn)石油運(yùn)輸管道接頭的焊接方法以及增強(qiáng)石油運(yùn)輸管道鋪設(shè)工程的質(zhì)量監(jiān)測(cè);

④陰極保護(hù)。

管道鋪設(shè)所經(jīng)過(guò)的地區(qū)地形與環(huán)境都是不同的，所以要根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況選擇合適的管道焊接接頭材料，從根本上對(duì)石油管道進(jìn)行防護(hù)。有些石油管道焊接接頭的材料容易受到二氧化碳等介質(zhì)的腐蝕，這時(shí)候可以采用涂層防腐方法。用涂料均勻的涂在石油管道焊接接頭處，使之與腐蝕介質(zhì)隔離而達(dá)到防護(hù)作用;其中含有防蝕涂層、復(fù)合涂層、三層聚乙烯/聚丙烯涂層、環(huán)氧粉末涂層和液體聚氯酯涂層。石油管道接頭的焊接技術(shù)在一定程度上決定了其耐腐蝕程度，所以不斷改進(jìn)焊接技術(shù)增強(qiáng)石油管道接頭的耐腐蝕程度也是石油管道防護(hù)的有效方法之一;當(dāng)然，管道鋪設(shè)工程的質(zhì)量也是影響管道壽命的重要原因，所以在施工的過(guò)程中要加強(qiáng)工程質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，全面綜合評(píng)估周圍環(huán)境和土壤情況，在施工時(shí)就做好防護(hù)措施。陰極保護(hù)也是目前常用的方法之一，管道接頭的腐蝕包括電化學(xué)腐蝕，陰極保護(hù)法可以有效防止電化學(xué)腐蝕，進(jìn)而提高管道接頭的抗腐蝕能力;其中包含犧牲陽(yáng)極法和強(qiáng)制電流保護(hù)法。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

石油運(yùn)輸管道焊接接頭的腐蝕具有普遍性和廣泛性，是石油運(yùn)輸管道的最常見(jiàn)問(wèn)題之一，但是石油管道的腐蝕會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的社會(huì)危害和經(jīng)濟(jì)損失，所以盡管石油管道焊接接頭的防護(hù)及其復(fù)雜和困難，但是我們還要不斷研究

石油管道的防護(hù)和改進(jìn)防護(hù)措施。本文從石油管道焊接接頭的腐蝕出發(fā)，介紹了石油管道腐蝕的原因以及危害，有助于我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到石油管道防護(hù)的重要性;本文還提出了石油管道防護(hù)的幾個(gè)主要及常用的方法，我們要注重石油管道的防護(hù)，不斷完善防護(hù)措施，促進(jìn)石油的穩(wěn)定開(kāi)發(fā)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 黃本生，陳鵬，盧杰.焊條中Al元素對(duì)X80鋼焊接接頭組織和性能的影響[J].功能材料，2016（08）.

[2] 于英姿，米秋占，段貴華.輸氣管道的硫化物應(yīng)力腐蝕分析[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2000（08）.

[3] 董俊慧，荊洪陽(yáng)，楊新岐.改善管道環(huán)焊縫接頭殘余拉應(yīng)力的研究[J].壓力容器，2000（01）.

[4] 米運(yùn)卿，周光祺.管線鋼焊縫的應(yīng)力腐蝕破裂研究[J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1996（08）.