油田生活污水管道腐蝕形態(tài)及解決方案

張文龍

摘要：對河南油田排水管道的生活污水在不同地點、分時段采樣，分析研究了生活污水對鋼筋排水管道的腐蝕機理，指出了管道的腐蝕破損是隨使用壽命而積累的，屬于耐久性損傷，主要腐蝕類型包括鋼筋銹蝕、硫氫酸腐蝕和酸性軟水的溶出型腐蝕等，并提出了排水管道防腐建議。

關鍵詞：油田 污水管道 腐蝕 原因 解決方案

前言

社區(qū)管道排污系統(tǒng)是油田生活生產的重要基礎設施。它對油田社區(qū)的建設、生產發(fā)展，人們生活水平的提高，保護人民的身體健康以及油田生態(tài)環(huán)境等都起著非常重要的作用。目前，河南油田的污水排水均采用鋼管管道，它區(qū)別于城市管道的混凝土、陶管等排水管道，若無適當?shù)姆雷o措施，它們極易受環(huán)境中腐蝕介質的侵蝕，尤其是生活污水和土壤環(huán)境的侵蝕。

一、油田污水管道幾種主要腐蝕形態(tài)

1.油田污水管道的腐蝕主要就是土壤腐蝕，其特色是管道安置渙散，土壤條件雜亂，因而腐蝕機理雜亂。土壤腐蝕是由土壤中的鹽、水等與鋼管構成電化學腐蝕、微生物腐蝕。同時，雜散電流的腐蝕也比較嚴重，穿過油田生產區(qū)鄰近的管線乃至還也許遭到酸或堿介質的化學腐蝕。

2.均勻腐蝕。鋼鐵在油田污水所處的pH、溫度、含氧量等環(huán)境條件下，難以形成穩(wěn)定的鈍化狀態(tài)。因此，在此條件下鋼鐵以均勻腐蝕為主。在油田污水處理系統(tǒng)中，封閉體系和敞開體系均有，所以實際情況是氧、碳酸鹽和硫離子協(xié)同腐蝕，只是在不同流程時主要因素有所不同。

3.坑性。坑蝕是指在鋼鐵表面發(fā)生的肉眼可見的具有一定面積和深度的局部腐蝕，面積一般在幾個平方毫米到幾個平方厘米，深度一般在1mm以上甚至穿孔。鋼鐵表面銹層遭受破壞或銹層緊密程度不同，就會在暴露的活化表面形成局部陽極區(qū)而發(fā)生集中腐蝕破壞。在氯離子作用下可能出現(xiàn)孔蝕，孔蝕一旦產生，就會因為局部應力集中和自催化作用而迅速發(fā)展，且難以阻止，危害極大。油田污水環(huán)境中，CL離子濃度比較高，管道內壁沉積、磨損等則是誘發(fā)小孔腐蝕的外因。在現(xiàn)場我們發(fā)現(xiàn)坑蝕與垢層的形成密切相關，這可能與垢層的疏密程度有關。

4.縫隙腐蝕?？p隙腐蝕是腐蝕性介質中金屬材料的縫隙和其它隱蔽部位經(jīng)常發(fā)生的嚴重局部腐蝕之一。金屬管道與設備表面由于鹽垢、吸水或降水，使縫隙內形成電解質液膜，會發(fā)生縫隙腐蝕。由于管道一般外敷保溫拌熱層，溫度較高，濕度較大，縫隙腐蝕更加嚴重。而且在管道設備的連接處若有污水滲出，如水泵、閥門、法蘭盤和盤根等結合部位，更是縫隙腐蝕的嚴重部位。一般縫隙內呈點蝕狀，并在縫隙口處生銹。我們在現(xiàn)場經(jīng)常發(fā)現(xiàn)多數(shù)閥門法蘭盤內環(huán)密封區(qū)域有較大蝕坑，呈長條形，為典型的縫隙腐蝕。

5.接觸腐蝕（電偶腐蝕）。接觸腐蝕泛指不同材質問相接觸并處于電解質溶液中所發(fā)生的電化學腐蝕。實際生產中可以發(fā)現(xiàn)，接觸腐蝕或電偶腐蝕與縫隙腐蝕是聯(lián)系在一起的。另外，某些非金屬材料確實容易誘發(fā)接觸腐蝕，其中石棉盤根對銅、鋁、碳鋼、不銹鋼都能造成接觸腐蝕，以碳黑或石墨作填充料的橡膠墊片也可因其陰極性作用而引發(fā)金屬接觸表面的局部腐蝕。為控制減小接觸腐蝕和電偶腐蝕，在設計施工中盡量避免或消除形成原電池的可能因素；避免使用不同金屬材料直接連接，特別是自然電勢相差較大的材料互相接觸；或者在使用不同金屬材料時應保持良好的絕緣。設計工作中應考慮絕緣密封材料對金屬表面的接觸腐蝕作用。

二、解決方案

1.采用新型防蝕材料。近年來材料發(fā)展日新月異，各種防蝕材料如玻璃鱗片、玻璃鋼、塑料復合管大量涌現(xiàn)，并在工程應用中表現(xiàn)出了良好的效果。應用這些材料，雖然初期投資增大，但綜合考慮日常維修、使用壽命等其它因素，還是可取的。因此，只要能夠在強度、性能方面滿足生產要求，新型防蝕材料可以部分取代鋼鐵材料。

（1）石油瀝青啵璃纖維布涂覆層。這種防腐辦法曾經(jīng)在輸油管道運用較多，現(xiàn)正在被篩選。其長處是質料來歷廣，造價低。缺陷是不耐細菌腐蝕，物理功能差，施工環(huán)境惡劣。

（2）氯磺化聚乙烯涂料-玻璃纖維布涂覆層。這種辦法防腐作用較好，施工溫度規(guī)模廣，可與陰極維護合作運用。但外表處理請求高，涂層較薄，機械強度低。曾在上海黃浦江引水工程中運用。

（3）環(huán)氧煤瀝青涂料-玻璃纖維布涂覆層。這種辦法耐化學、電化學腐蝕性好，耐細菌腐蝕，機械強度高，適用規(guī)模廣?？膳c陰極維護合作運用。缺陷是不能在低溫（0℃以下）施工，外表處理請求高?，F(xiàn)在在城市污水處理工程上運用較多。

（4）聚乙烯絕緣膠帶包覆防腐層。這種辦法施工便利、易修補，防腐功能好?？墒菣C械強度低，耐陰極剝離功能差，不宜與陰極維護配套運用，在異型件上密封性差。在石油和天然氣運送管道運用較多。

（5）熔結環(huán)氧涂層。熔結環(huán)氧涂層的長處是防腐功能好，機械強度高，施工效率高，與陰極維護有杰出的合作。但涂層施工要在車間內進行，現(xiàn)場修補時要選用其它辦法（如液態(tài)環(huán)氧樹脂）、熔結環(huán)氧涂層在國外運用較為遍及。

2.采用陰極保護技術。采用犧牲陽極對污水系統(tǒng)進行保護是一種成熟的工藝技術，并已經(jīng)取得了滿意的效果。

3.改變污水的化學性質。如調節(jié)污水pH、添加阻垢劑、緩蝕劑等，這也是各原油處理廠現(xiàn)在通常采用的方法，但此種方法運行成本較高。

4.設備安裝應確保工程施工質量。做好防腐處理，減小縫隙腐蝕。杜絕跑、漏、滴等現(xiàn)象。嚴重點蝕、坑蝕區(qū)域以及由于管材質量和焊縫腐蝕等造成的砂眼、穿孔可采用金屬修補技術填補修復。