輸油管道腐蝕檢測(cè)及防腐技術(shù)的研究

謝海燕+席海波

[摘 要]隨著我國(guó)自然資源開發(fā)項(xiàng)目的建設(shè)程度不斷加深，石油等運(yùn)輸和儲(chǔ)存發(fā)揮了重要的作用。油氣儲(chǔ)運(yùn)的安全直接關(guān)系到整個(gè)工程的建設(shè)及運(yùn)行狀況，輸油管道是油氣輸送和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中最重要的設(shè)備。加強(qiáng)石油輸送管道的防腐技術(shù)的應(yīng)用和推廣是非常有意義的，現(xiàn)階段我國(guó)石油氣輸送管道存在非常顯著的安全隱患，即輸油管道的腐蝕與泄漏。為了降低輸送過(guò)程中油氣的揮發(fā)浪費(fèi)，減少輸送過(guò)程中的安全隱患問(wèn)題，提高油氣的輸送效率，本文主要介紹了我國(guó)石油輸送管道的常見(jiàn)腐蝕現(xiàn)象，以及針對(duì)防腐技術(shù)提出了一些建議和措施，降低油氣管道的泄漏和揮發(fā)。

[關(guān)鍵詞]輸油管道 腐蝕檢測(cè) 防腐技術(shù)

中圖分類號(hào)：TH412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）34-0035-01

前言

加強(qiáng)石油運(yùn)輸管路的檢測(cè)，特別是管道腐蝕的檢測(cè)，對(duì)維持我國(guó)高效的石油氣運(yùn)輸效率非常關(guān)鍵。油氣輸送管道只有通過(guò)了專業(yè)技術(shù)的管道腐蝕性檢測(cè)，并達(dá)標(biāo)后，才是油氣輸運(yùn)順利進(jìn)行的前提，引起這樣才能保證管道的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)管道的腐蝕程度做出合理的應(yīng)對(duì)措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣輸送管道內(nèi)的潛在的危險(xiǎn)和泄漏點(diǎn)。根據(jù)管道現(xiàn)階段存在的問(wèn)題以及腐蝕程度，選擇適宜的防腐技術(shù)，降低管道泄漏事故發(fā)生的概率。

1、輸油管道的腐蝕分類及介紹

由于輸油管道長(zhǎng)時(shí)間服役，石油氣中含有的雜質(zhì)對(duì)管道具有很大的腐蝕性，給石油的輸送造成了很嚴(yán)重的浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境也造成了一定的污染，環(huán)境中高濃度的油氣也增大了運(yùn)輸過(guò)程中的安全隱患。

1.1 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕是僅僅由于物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使得金屬發(fā)生腐蝕。通常情況下，暴漏在空氣中的金屬，很容易與空氣中的氧氣、硫化氫、二氧化硫以及其他強(qiáng)氧化性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在金屬表面生成相應(yīng)的氧化物。油品中含有很多有機(jī)硫化物，這些雜質(zhì)很容易與其接觸的金屬發(fā)生反應(yīng)，油品中含有的環(huán)烷酸嘢很容易與金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，給管道造成一定的腐蝕。

1.2 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是當(dāng)金屬盒電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由于電化學(xué)作用而對(duì)金屬管道造成的腐蝕。電化學(xué)與傳統(tǒng)的化學(xué)腐蝕具有本質(zhì)區(qū)別，電化學(xué)腐蝕是由于電解質(zhì)溶液中的離子形成原電池而引起的電化學(xué)反應(yīng)。金屬管道與含有水分的大氣、土壤、海洋、河流等接觸，這些介質(zhì)中含有二氧化碳、二氧化硫、氯化鈉以及鹽酸形成了不同濃度的電解質(zhì)溶液，金屬管道中由于含有雜質(zhì)，除了鐵以外還有可能含有鎂或是銅元素，電解出來(lái)的溶液吸附能力不同，使得金屬管道表明產(chǎn)生一層保護(hù)膜，在酸性環(huán)境中二氧化碳和二氧化硫等酸性氣體在溶液中的含量越來(lái)越多，因此鐵以及其他金屬雜質(zhì)就置身于含有氫離子、氫氧根離子和亞硫酸根離子的溶液中，形成了原電池。鐵和金屬雜質(zhì)價(jià)位不同，形成電解質(zhì)的兩極，鐵元素作為陽(yáng)極，金屬雜質(zhì)元素作為陰極。由于鐵元素和金屬雜質(zhì)緊密接觸，使得電化學(xué)腐蝕能夠持續(xù)不斷的進(jìn)行。

1.3 地下管道的腐蝕

輸油管道多數(shù)屬于地下管道，其腐蝕類型主要是電化學(xué)腐蝕、微生物腐蝕等。影響其腐蝕性質(zhì)的因素主要是由于金屬的本性和外界介質(zhì)兩個(gè)方面。就金屬的本質(zhì)特性來(lái)說(shuō)，金屬越活潑越易發(fā)生腐蝕，外界環(huán)境對(duì)管道腐蝕的影響也很大，若環(huán)境較濕潤(rùn)時(shí)，金屬與腐蝕性氣體或溶液接觸時(shí)很容易發(fā)生腐蝕作用。地埋環(huán)境中大的微生物的存在也很容易跟金屬發(fā)生反應(yīng)，造成金屬管壁腐蝕。

2、輸油管線的腐蝕系統(tǒng)檢測(cè)

管道運(yùn)輸是石油天然氣運(yùn)輸采用的主要方式，由于管道輸送穿越的地域較廣，經(jīng)過(guò)的地理環(huán)境復(fù)雜，位置偏僻，一旦管道發(fā)生泄漏會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，引起很大的安全事故。為了解決管道安全生產(chǎn)的問(wèn)題，世界上一些先進(jìn)國(guó)家早在20世紀(jì)60年代就開始管內(nèi)檢測(cè)設(shè)備的研制。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展和完善，目前，這項(xiàng)技術(shù)已日漸成熟，被國(guó)內(nèi)外廣泛采用的管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)有超聲波檢測(cè)法和漏磁檢測(cè)法兩種類型。這兩種檢測(cè)設(shè)備都可以在管道輸送介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)下，在線檢測(cè)出管道上存在的各種缺陷，為管道事故的預(yù)防及管道的合理維護(hù)提供了科學(xué)的依據(jù)。

2.1 超聲波檢測(cè)技術(shù)是利用超聲波在勻速傳播且可在金屬表面發(fā)生部分反射的特性，進(jìn)行管道探傷檢測(cè)的。檢測(cè)器在管內(nèi)運(yùn)行時(shí)由檢測(cè)器探頭發(fā)射的超聲波分別在管道內(nèi)外表面反射后被檢測(cè)器探頭接收。檢測(cè)器的數(shù)據(jù)處理單元便可通過(guò)計(jì)算探頭接收到的兩組反射波的時(shí)間差乘以超聲波傳播的速度，得出管道的實(shí)際壁厚。由于超聲波的傳導(dǎo)必須依靠液體介質(zhì)，且容易被蠟吸收，所以超聲波檢測(cè)器不適合在氣管線和含蠟很高的油管線進(jìn)行檢測(cè)，具有一定的局限性。

2.2 漏磁式管道腐蝕檢測(cè)設(shè)備的工作原理是利用自身攜帶的磁鐵，在管壁全圓周上產(chǎn)生一個(gè)縱向磁回路場(chǎng)。如果管壁沒(méi)有缺陷，則磁力線囿于管壁之內(nèi)，均勻分布。如果管內(nèi)壁或外壁有缺陷，則磁通路變窄，磁力線發(fā)生變形，部分磁力線還將穿出管壁之外而產(chǎn)生所謂漏磁。漏磁場(chǎng)被位于兩磁極之間的、緊貼管壁的探頭檢測(cè)到，并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后被記錄到檢測(cè)器的海量存儲(chǔ)器中，檢測(cè)完成后，在通過(guò)專用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回放處理、識(shí)別判斷。目前，磁漏檢測(cè)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在長(zhǎng)輸管道、油田集輸管網(wǎng)、煉廠管網(wǎng)、城市管網(wǎng)和海底管線的檢測(cè)上。

3、管道防腐技術(shù)

3.1 管道涂層防腐

采用各類涂層將管道內(nèi)外表面與介質(zhì)隔離開，是目前最普遍采用的防腐蝕措施。使用任何保護(hù)涂層的管道，在涂裝前對(duì)管道表面必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐垦b準(zhǔn)備，否則將會(huì)影響涂層的使用壽命。一般涂裝前對(duì)管道先進(jìn)行脫脂，再進(jìn)行除銹處理，除銹后將管道表面的浮灰清理干凈，即可涂裝防腐涂層。

3.2 陰極保護(hù)

對(duì)裸露的金屬表面，單用陰極保護(hù)技術(shù)可以起到防蝕作用，但因耗電巨大而不經(jīng)濟(jì)，甚至不可行。單用涂層保護(hù)不用陰極保護(hù)技術(shù)也是不可行的，因?yàn)槔硐霠顟B(tài)的涂層永遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)不了，一旦涂層上有針孔或破損，就會(huì)形成大陰極（覆蓋部分）、小陽(yáng)極（針孔或破損部分）的腐蝕電池，由于這一電池的作用，使腐蝕集中在破損或針孔的局部，這一作用的結(jié)果比不用涂層還危險(xiǎn)，加速了管道的點(diǎn)蝕速率。由于涂層的使用，大大地減少了管道裸露的表面，使得陰極保護(hù)的電流密度急劇降低，極大地?cái)U(kuò)大了保護(hù)范圍，使陰極保護(hù)變得經(jīng)濟(jì)和可行。

3.3 緩蝕劑防腐

緩蝕劑防腐是將少量的緩蝕劑加入到腐蝕介質(zhì)中，以抑制金屬或合金的腐蝕破壞過(guò)程和其機(jī)械性能改變過(guò)程，從而延長(zhǎng)金屬的使用壽命。緩蝕劑防腐具有用量極少、不改變環(huán)境就能獲得優(yōu)良防腐效果、不增加設(shè)備投資、操作簡(jiǎn)便、見(jiàn)效快、同一配方適用。不同環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在油氣工業(yè)中應(yīng)用極為廣泛。

4、結(jié)束語(yǔ)

輸油管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行是關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展以及社會(huì)生活的和諧共處的重要因素。因此對(duì)管道的腐蝕的檢測(cè)技術(shù)的研究以及防腐技術(shù)的分析對(duì)油氣管道具有非常重要的意義，加強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸管道的安全性的檢測(cè)和防腐能夠大大提高石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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