石油管道腐蝕因素分析及對(duì)策

王延昊

摘 要：本文從內(nèi)腐蝕、外腐蝕以及化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、細(xì)菌腐蝕等方面對(duì)石油管道腐蝕原因進(jìn)行了分析，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范針對(duì)這些腐蝕原因總結(jié)了石油管道腐蝕防護(hù)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：埋地油氣管道；腐蝕；完整性管理

石油管道輸送易燃、易爆、易擴(kuò)散的石油，并穿越村莊、工業(yè)園區(qū)、河流、道路、電纜、其他管道等沿途設(shè)施，穿越距離長(zhǎng)、影響區(qū)域廣，若管道損壞介質(zhì)泄露，極易造成人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境污染等后果，并導(dǎo)致企業(yè)社會(huì)形象降低。

影響管道安全運(yùn)行因素主要有人為破壞、自然災(zāi)害損壞、腐蝕損害，而腐蝕損害是管道安全運(yùn)行的主要影響因素，因此研究分析石油管道腐蝕原因提出防護(hù)對(duì)策對(duì)管道的安全運(yùn)行、防止泄漏爆炸事故至關(guān)重要。

1 腐蝕原因分析

1.1 腐蝕環(huán)境

①管道外部腐蝕：石油管道穿越距離長(zhǎng)，穿越區(qū)域存在不同的土壤、含水率、地下水位、溫度，且大地和水中含有雜散電流、鹽、細(xì)菌，這些因素均會(huì)造成管道外部腐蝕損害；②管道內(nèi)部腐蝕：石油管道輸送含有硫和水的原油，形成管道內(nèi)部腐蝕的環(huán)境。

1.2 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是指金屬管道與電解質(zhì)因發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的破壞，在腐蝕過程中有電流產(chǎn)生，電化學(xué)腐蝕是石油管道腐蝕的主要類型。

1.2.1 原電池腐蝕

金屬管道在電解質(zhì)溶液中形成一個(gè)短路的原電池電極反應(yīng)結(jié)果而形成的腐蝕，這種腐蝕稱為原電池腐蝕。這種腐蝕原電池將導(dǎo)致金屬管道材料的破壞，不對(duì)外界作有用功。對(duì)于石油管道而言，其周邊的含水土壤、濕度較大的空氣均含有電解質(zhì)溶液。

1.2.2 電解腐蝕

地層中存在的雜散電流使金屬管道在電解質(zhì)溶液中發(fā)生電解而形成的腐蝕，這種腐蝕稱為電解腐蝕。該類腐蝕將大地作為電流的回路，電阻相對(duì)較小的埋地金屬管道作為電流的旁路，其影響因素多、腐蝕速度快。

2 石油管道腐蝕防護(hù)對(duì)策

2.1 外防腐層

石油管道的外防腐涂層可選用石油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、煤焦油瓷漆、聚乙烯、聚乙烯膠粘帶、熔結(jié)環(huán)氧粉末等。

2.2 內(nèi)防腐層

石油管道內(nèi)壁防腐可以分為三種類型的方法：①界面防護(hù)，包括涂防腐層和電化學(xué)保護(hù)，界面防護(hù)被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)的有效防護(hù)措施；②化學(xué)藥劑防護(hù)，如添加緩蝕劑、殺菌劑、除氧劑；③選用耐腐蝕的材料管道。目前設(shè)計(jì)中采用最普遍的是界面防護(hù)中的防腐層，將腐蝕介質(zhì)與鋼管表面隔開，以防止腐蝕。管道內(nèi)防腐設(shè)計(jì)，一般常見于石油管道，因其輸送介質(zhì)石油中混雜了許多腐蝕因素。管道內(nèi)防腐層可選用液體環(huán)氧涂料、環(huán)氧粉末等。

2.3 陰極保護(hù)

在電池腐蝕中，因陽(yáng)極腐蝕，陰極不腐蝕，陰極保護(hù)正是利用這一原理，使成為陰極的金屬管道不發(fā)生腐蝕，達(dá)到防止管道腐蝕的目的。石油管道陰極保護(hù)可分別采用犧牲陽(yáng)極法、強(qiáng)制電流法或兩種方法的結(jié)合，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)視管道工程規(guī)模、土壤環(huán)境、管道防腐層質(zhì)量等因素，經(jīng)濟(jì)合理地選用。

2.4 外防腐層保護(hù)

在施工時(shí)容易造成石油管道防腐層破損而露出管道金屬表面，裸露的金屬表面與管道周邊的水形成眾多原電池從而腐蝕石油管道。隨著時(shí)間的推移腐蝕程度會(huì)不斷加深和擴(kuò)大，腐蝕不斷加深會(huì)造成防腐層成片脫落，從而造成管道底部形成穿孔，造成石油泄漏事故。因此在施工過程中，要保護(hù)管道外防腐層完整不被損壞，主要施工要點(diǎn)如下：防腐管道運(yùn)輸、堆放時(shí)，與管材接觸面應(yīng)墊軟墊層（如沙袋、草袋等）；嚴(yán)禁用鋼絲繩等硬質(zhì)吊帶吊裝，嚴(yán)格按規(guī)范要求用柔性吊帶（如尼龍吊帶）吊裝；下溝前要檢查防腐層是否完整；敷設(shè)管道時(shí)，嚴(yán)禁磕碰、拖拽、刮蹭；焊接口預(yù)留合適的位置，避免防腐層過熱影響防腐性能，焊口處經(jīng)外觀質(zhì)量檢查及無損探傷檢查合格后才能進(jìn)行防腐處理；進(jìn)行回填時(shí)應(yīng)先用細(xì)土回填至管頂以上0.3m，才可用原開挖土回填。

2.5 管材保護(hù)

在鋼管機(jī)械加工和施工過程中盡量減少金屬各部分的變形、內(nèi)應(yīng)力不均勻、刮痕，這是因?yàn)殇摴茏冃?、?yīng)力大、刮痕的部位的負(fù)電性增強(qiáng)，常成為腐蝕電池的陽(yáng)極，造成管道腐蝕。施工中最常見也最容易忽視是將舊管道焊接在新管道上，此時(shí)新管為陽(yáng)極，從而形成原電池腐蝕，造成管道腐蝕。

2.6 管道防腐層補(bǔ)口、補(bǔ)傷

管道防腐層補(bǔ)口、補(bǔ)傷是保證管道防腐完整性的重要工藝，同時(shí)也是最薄弱的環(huán)節(jié)。因此，無論是工廠預(yù)制還是現(xiàn)場(chǎng)施工的防腐管，管道回填前均須進(jìn)行管道防腐層補(bǔ)口、補(bǔ)傷，主要施工要點(diǎn)如下：①現(xiàn)場(chǎng)防腐補(bǔ)口、補(bǔ)傷應(yīng)由專業(yè)人員按指導(dǎo)書規(guī)范操作，并安排專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)示范操作和指導(dǎo)；②防腐層端部有翹邊、開裂等缺陷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修口處理，一直切除到防腐層與鋼管完全粘附處為止；③除銹完畢后，應(yīng)清除灰塵。管口表面處理與補(bǔ)口間隔時(shí)間不宜超過2h。如果有浮銹，應(yīng)重新除銹。

3 結(jié)語

腐蝕是石油管道安全運(yùn)行的主要影響因素，管道外部腐蝕和內(nèi)部腐蝕按其作用原理可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、細(xì)菌腐蝕，從設(shè)計(jì)、施工、管理三方面采取相應(yīng)的腐蝕防護(hù)對(duì)策，進(jìn)而保證管道的安全運(yùn)行、防止泄漏爆炸事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]張春霞.油氣集輸管道腐蝕的原因與對(duì)策[J].化工管理，2018（24）：166-167.