淺析石油管道焊接接頭的腐蝕與防護內容

孫銳

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

關鍵詞：石油管道;焊接接頭;腐蝕與防護

我國許多主力油田已進入中、高含水開發(fā)期，隨著綜合含水的不斷上升，油、氣、水集輸系統(tǒng)的腐蝕日趨嚴重，腐蝕成為影響管道系統(tǒng)可靠性及使用壽命的關鍵因素，是造成管道事故的最主要原因。管道腐蝕過程中，焊接接頭處尤為嚴重。由于在焊接接頭處，焊接熱循環(huán)對防腐涂層的破壞及焊接應力、化學成分、物理化學性能的不均勻性，增加了接頭處的腐蝕。集輸管線的腐蝕穿孔多發(fā)生在焊接接頭處，接頭成為整條管線的薄弱環(huán)節(jié)。因此，分析研究石油管道焊接接頭的腐蝕及防護措施意義重大。

1石油管道接頭的焊接

石油管道的鋪設需要標準長度的管道來完成，而焊接石油管道因為具有成本低、工藝性好以及易于制作等優(yōu)點而被廣泛運用于石油管道的鋪設工程中，可以說石油運輸管道接頭的焊接技術對石油運輸管道的鋪設工程起著關鍵性作用。但是目前石油管道的焊接技術存在燒穿和流體從管壁帶著熱量兩個問題，這在一定程度上制約了石油管道的鋪設以及石油開發(fā)工作的進行。所以我們要不斷的研究石油管道的焊接原理以及改進焊接方法，從而不斷促進石油開發(fā)工作的穩(wěn)定進行。

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

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)容易導致石油管道的焊接接頭組織發(fā)生變化，加上力學性能以及電化學性能的不穩(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。目前我國大多采用電焊弧生產石油管道，但是這種石油管道的焊接及其容易導致焊縫的氫致開裂和硫化物應力腐蝕。油氣運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發(fā)生化學和電化學作用而引起的管道接頭的變質和破壞。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、應力腐蝕。

2.1.1四周物質的腐蝕性對管道的腐蝕

能腐蝕石油運輸管道接頭的物質一般包括二氧化碳、有機硫化物和各種礦物質等，周圍土壤的性質及其它的微生物與介質的腐蝕性強弱息息相關，但是，由于長途運輸管道涉及的土壤性質比較復雜多變，要想準確評定其腐蝕性存在一定的難度。

2.1.2周圍介質的物理性狀的影響

因為石油管道大多采用埋地鋪設，所以管道周圍的地下水的變化以及各種植物根系都會對石油管道造成腐蝕。

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其是否容易遭受腐蝕有著至關重要的影響，而且在進行管道鋪設時是否綜合考慮周圍環(huán)境對后期管道的壽命也會造成嚴重的影響。

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鍵原因，石油管道焊接接頭腐蝕會穿孔造成石油泄漏，進一步引起石油爆炸事故;而且管道接頭的腐蝕還會造成嚴重的環(huán)境污染和經濟損失，石油泄漏、爆炸，會造成石油污染

和產生一系列有害化學物質，嚴重影響著我們生存的環(huán)境;此外，石油是不可再生資源，是寶貴的礦產資源，腐蝕穿孔導致的大量原油泄漏就是一筆不可估算的經濟損失，而且還制約著油田的開發(fā)，不利于經濟發(fā)展，也會帶來間接的經濟損失。

3石油管道焊接接頭防護措施

石油管道接頭的腐蝕問題是一直以來都存在的，要想做好石油管道的腐蝕防護工作，不僅要了解其腐蝕的原因，更是要從技術上解決腐蝕問題。由石油管道焊接接頭的腐蝕原因可知，石油管道的防護

主要從以下幾處著手：

①因環(huán)境選材;②涂層防腐;③改進石油運輸管道接頭的焊接方法以及增強石油運輸管道鋪設工程的質量監(jiān)測;④陰極保護。管道鋪設所經過的地區(qū)地形與環(huán)境都是不同的，所以要根據實際環(huán)境情況選擇合適的管道焊接接頭材料，從根本上對石油管道進行防護。有些石油管道焊接接頭的材料容易受到二氧化碳等介質的腐蝕，這時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，使之與腐蝕介質隔離而達到防護作用;其中含有防蝕涂層、復合涂層、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在一定程度上決定了其耐腐蝕程度，所以不斷改進焊接技術增強石油管道接頭的耐腐蝕程度也是石油管道防護的有效方法之一;當然，管道鋪設工程的質量也是影響管道壽命的重要原因，所以在施工的過程中要加強工程質量的監(jiān)測，全面綜合評估周圍環(huán)境和土壤情況，在施工時就做好防護措施。陰極保護也是目前常用的方法之一，管道接頭的腐蝕包括電化學腐蝕，陰極保護法可以有效防止電化學腐蝕，進而提高管道接頭的抗腐蝕能力;其中包含犧牲陽極法和強制電流保護法。

4結束語

石油運輸管道焊接接頭的腐蝕具有普遍性和廣泛性，是石油運輸管道的最常見問題之一，但是石油管道的腐蝕會帶來嚴重的社會危害和經濟損失，所以盡管石油管道焊接接頭的防護及其復雜和困難，但是我們還要不斷研究石油管道的防護和改進防護措施。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，有助于我們進一步認識到石油管道防護的重要性;本文還提出了石油管道防護的幾個主要及常用的方法，我們要注重石油管道的防護，不斷完善防護措施，促進石油的穩(wěn)定開發(fā)。

參考文獻：

[1]邊春華，張維，劉洪群，王云偉，文杰.304L不銹鋼疏水管焊接接頭的腐蝕疲勞行為[J].腐蝕與防護，2019，40（08）：608-613.

[2]靳海成，郭靜薇，馮大勇，王敏.無涂層和帶缺陷涂層X70鋼焊接接頭的腐蝕行為研究[J].焊管，2019，42（10）：9-13.

[3]馬鋼，白瑞.高強度油氣長輸管道腐蝕與防護研究進展[J].中外能源，2018，23（01）：55-62.

[4]張國信，蘇月.石油化工裝備用金屬材料未來發(fā)展趨勢展望[J].石油化工腐蝕與防護，2018，35（03）：1-5.