關(guān)于原油線埋地管線泄漏的原因分析及防范措施

胡強

摘 要：通過對埋地管線泄漏點的實地勘察，造成埋地腐蝕穿孔的原因除了人為打孔以外，就是管線腐蝕穿孔而導(dǎo)致的泄漏。通過對管線材質(zhì)，使用的防腐材料，防腐方式，介質(zhì)以及所處環(huán)境等原因綜合分析找出造成管線泄漏的主要原因，并通過可行性的比對分析，結(jié)合生產(chǎn)的實際情況，查漏補缺，確保輸油線的安全平穩(wěn)運行。

關(guān)鍵詞：腐蝕；措施；陰極保護

獨石化煉油廠原油線基本上均是埋地管線，先后發(fā)生的幾次原油泄漏，雖未造成較大的經(jīng)濟損失，但是對生產(chǎn)還是有影響。埋地管線要達到長周期的安全運行必須要具備高品質(zhì)的管材，良好的防腐措施，合理的操作運行和完善的維護保養(yǎng)四個方面的條件。就目前原油線的泄漏情況來看，主要原因還是腐蝕造成管線穿孔泄漏。

1 造成埋地管線腐蝕穿孔的原因

1.1 管線材質(zhì)

管線的材質(zhì)是管線發(fā)生腐蝕的內(nèi)因，特別是管線材質(zhì)的化學(xué)成分和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，以及非金屬硫、磷元素的存在很容易發(fā)生腐蝕，同時碳、硅元素易使管線變脆造成開裂。在管線的生產(chǎn)過程中加入微量的銅，鎳，鉻可提高管線的抗腐蝕能力。目前儲運聯(lián)合讓車間在用埋地原油管線7條，投用時間最早的是2006年，管線材質(zhì)分別是20#鋼，L290鋼和 L245鋼?？墒窃谑褂貌坏?0年的時間用普通碳鋼20#鋼建造的一條原油線就發(fā)生泄漏，充分說明選用合金管線材質(zhì)對管線使用壽命的影響是很重要的。

1.2 防腐層遭破壞

通過對2014年12月原油西線泄漏開挖點的觀察發(fā)現(xiàn)，原油線用的是石油瀝青防腐材料，除銹，刷防腐底漆，然后按特加強級防腐等級進行防腐，但是管線上石油瀝青斷裂，脫落情況較為嚴重，幾乎對管線起不到保護作用，究其原因主要是這種防腐涂料雖然客服了石油瀝青的流淌性缺陷，但是在低溫環(huán)境下顯得特別脆，并且抵抗外界機械力破壞的強度不高。

1.3 電化學(xué)腐蝕的情況嚴重

由于金屬是良好的導(dǎo)體，如果介質(zhì)是離子導(dǎo)體，金屬表面被氧化與介質(zhì)中被還原的物質(zhì)獲得電子這兩個過程，可以同時而等價地在金屬表面的各個部位發(fā)生。通過對埋地管線所處的位置觀察，我們不難發(fā)現(xiàn)在原油線所經(jīng)過的區(qū)域有大量綠化帶覆蓋其上，管線所處環(huán)境潮濕，土壤中所含有的鹽類溶解在水中，使土壤具有離子導(dǎo)電性成為電解質(zhì)，原油管線金屬表面不斷失電子，管線電化學(xué)腐蝕嚴重，最終導(dǎo)致管線減薄泄漏。

2 對埋地管線進行防腐處理的方式

2.1 使用正確的防腐材料

埋地管線的防腐覆蓋層主要有煤焦油瓷器，聚乙烯膠粘帶，聚乙烯夾克及環(huán)氧粉末等。通過研究發(fā)現(xiàn)對埋地管線的防腐涂層要滿足兩個條件：第一、管線運行過程中環(huán)境因素對覆蓋層產(chǎn)生的破壞作用，使覆蓋層老化，性能變劣。覆蓋層與土壤間的相對錯動，土壤中硬物的擠壓等造成的機械破壞。第二、施工工藝及環(huán)境的要求，在施工過程中管線要經(jīng)歷運輸，鋪設(shè)等必要環(huán)節(jié)，覆蓋層要承受沖擊，環(huán)境溫度的變化考驗，所以在這個環(huán)節(jié)

2.2 采用電化學(xué)保護法

在電解液中，管線表面的各處電位不同，從而構(gòu)成了腐蝕的原電池，電位負的金屬不斷溶解釋放金屬離子進入溶液，放出電子在不斷流向陰極區(qū)的過程中被還原劑消耗，而陰極基本不會被腐蝕，這種方法就稱為電化學(xué)保護法。其又可以分為犧牲陽極陰極保護和外加電流陰極保護兩種。

犧牲陽極陰極保護法是將還原性較強的金屬作為保護極，與被保護金屬相連接構(gòu)成原電池，還原性較強的金屬將作為負極發(fā)生氧化反應(yīng)而消耗，被保護的金屬作為正極可以避免腐蝕。特點：不需要外加直流電源，但犧牲的陽極要具備電位足夠負，且能夠長期保持該負電位的電化學(xué)性能。缺點：驅(qū)動電位低，保護電流調(diào)節(jié)的范圍窄，使用范圍受土壤電阻率限制，土壤電阻>50Ω/m一般不選用；在存在強烈雜散電流干擾時，陽極可能逆轉(zhuǎn)，有效陰極保護年限受犧牲陽極壽命的限制，需要定期更換。

外加電流陰極保護系統(tǒng)是在被保護結(jié)構(gòu)周圍同一電解質(zhì)環(huán)境中埋設(shè)輔助陽極，通過一直流電源以輔助陽極為陽極，以被保護結(jié)構(gòu)為陰極，構(gòu)成供電回路，將直流電通向被保護的金屬，使被保護金屬強制變成陰極以實現(xiàn)保護。特點：必須有常年供電的直流電源和長壽命輔助陽極地床。優(yōu)點：驅(qū)動電壓高，能夠靈活地在較寬的范圍內(nèi)控制陰極保護電流輸出量；在惡劣的腐蝕條件下或高電阻率的環(huán)境中也適用；當(dāng)選用不溶性或微溶性輔助陽極時可進行長期的陰極保護；每支輔助陽極床的保護范圍大，當(dāng)管道防腐層質(zhì)量良好時，一個陰極保護站的保護范圍可達數(shù)十公里，對裸露或防腐層質(zhì)量較差的管線也能達到完全的陰極保護。缺點：陰極保護系統(tǒng)需要嚴格的專業(yè)維護管理，離不開外部電源，需常年外供電，對鄰近的地下金屬管線可能產(chǎn)生干擾作用。

3 結(jié)論

通過以上的分析，在解決管線腐蝕泄漏的關(guān)鍵問題就是：①要根據(jù)管線原油的酸堿性程度選擇合適的合金管線。②加強管線的施工，保證施工質(zhì)量，在填埋管線時盡量使用細軟的沙土，以減少外應(yīng)力對保護層的破壞。③管線加設(shè)陰極保護設(shè)施，減少電化學(xué)腐蝕的程度。④間歇使用的輸油線要嚴格工藝操作。 ⑤定期對埋地管線進行測厚檢查，發(fā)現(xiàn)減薄情況應(yīng)及時分析原因，制定合理的解決方案。

參考文獻：

[1]海中興.工業(yè)管路腐蝕將其防護[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.