油氣集輸管道腐蝕分析及防腐技術(shù)應(yīng)用探究

曲晨 劉鵬 宮兆軍2

摘要：本文結(jié)合油氣集輸管線運(yùn)行情況簡(jiǎn)要分析，對(duì)縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、濃差電池腐蝕、絕緣接頭腐蝕等集輸管道常見(jiàn)腐蝕類型進(jìn)行了研究，對(duì)做好內(nèi)腐蝕評(píng)估、防腐涂料涂刷、陰極保護(hù)法、添加緩蝕劑、選擇適用管道材質(zhì)等防腐技術(shù)措施的應(yīng)用進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：集輸管道;腐蝕類型;防腐技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，油氣資源需求不斷增大，我國(guó)油氣資源開(kāi)發(fā)和使用區(qū)域不均衡性，需建設(shè)大量油氣集輸管道進(jìn)行油氣資源儲(chǔ)存和運(yùn)輸。集輸管道運(yùn)行中面臨的一大難題是腐蝕問(wèn)題，影響油氣集輸效率和管道運(yùn)行安全，要對(duì)腐蝕產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，有針對(duì)性的采取防腐措施，提升油氣集輸管道運(yùn)行的可靠性。

1 油氣集輸管道現(xiàn)狀及腐蝕分類

油氣傳輸中受制于技術(shù)條件和運(yùn)輸距離等限制，無(wú)法直接進(jìn)行原油運(yùn)輸，需將其轉(zhuǎn)化為可以運(yùn)輸?shù)挠蜌赓Y源介質(zhì)后，借助集輸管道進(jìn)行傳輸。在集輸管道運(yùn)行中，因管道內(nèi)部傳輸介質(zhì)含有水分和腐蝕物質(zhì)較多，易造成管道腐蝕，影響管道運(yùn)行效率和安全。油氣集輸管道腐蝕及主要機(jī)理有如下幾類。

一是縫隙腐蝕。縫隙腐蝕較為常見(jiàn)，主要是金屬材料與非金屬材料接觸形成。在集輸管道內(nèi)壁銹層下和法蘭連接面等部位，都比較常見(jiàn)，嚴(yán)重的會(huì)造成管道損傷、油氣介質(zhì)泄露等。

二是應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕主要是管道承受的拉應(yīng)力和特殊腐蝕介質(zhì)共同作用引發(fā)的。集輸管道主要為金屬材料，其體積變化以及升溫后冷卻中降溫不均勻性，都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，與特定腐蝕介質(zhì)作用后就形成應(yīng)力腐蝕，會(huì)縮短管道使用壽命。

三是點(diǎn)蝕。油氣集輸管道內(nèi)部經(jīng)常出現(xiàn)點(diǎn)蝕，初期可能影響不大，但點(diǎn)蝕發(fā)生后腐蝕坑點(diǎn)由中心向管道四周擴(kuò)展，逐步形成腐蝕穿孔等問(wèn)題。油氣集輸管道內(nèi)部介質(zhì)中如果含有較多氯離子，點(diǎn)蝕發(fā)生率就明顯增高。點(diǎn)蝕、坑蝕對(duì)集輸管道正常使用存在很大影響。

四是晶間腐蝕。油氣集輸管道運(yùn)行中，管道合金晶部位易發(fā)生晶間腐蝕，影響管道延伸性，對(duì)管道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，影響管道性能的正常發(fā)揮。

五是濃差電池腐蝕。油氣集輸管道運(yùn)行中，管道外壁接觸的土壤中含有成分及濃度存在差異，造成電極電位差異，而管道作為一個(gè)整體，就會(huì)產(chǎn)生濃差電池腐蝕。

六是絕緣接頭腐蝕。油氣集輸管道施工中，存在一定量的絕緣接頭，這些部位需進(jìn)行焊接，在焊接中形成的焊縫以及焊接施工中受熱影響區(qū)域，表面很容易出現(xiàn)氣孔、裂縫等缺陷，后期易產(chǎn)生腐蝕問(wèn)題。

2 油氣集輸管道防腐技術(shù)應(yīng)用

2.1做好內(nèi)腐蝕評(píng)估

油氣集輸管道腐蝕可分為內(nèi)腐蝕和外腐蝕，其中內(nèi)腐蝕更加難于發(fā)現(xiàn)，只有提前檢測(cè)發(fā)現(xiàn)腐蝕，有針對(duì)性的采取措施予以應(yīng)對(duì)，才能盡量控制腐蝕程度，降低腐蝕產(chǎn)生的危害。因此，要根據(jù)集輸管道運(yùn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)管道內(nèi)腐蝕狀況進(jìn)行評(píng)估。具體檢測(cè)中，要規(guī)定好最大缺陷深度、長(zhǎng)度等參數(shù)，借助超聲智能清管器進(jìn)行管道內(nèi)部檢測(cè)，得出缺陷尺度，以分項(xiàng)安全因數(shù)法對(duì)管道安全工作壓力進(jìn)行評(píng)估，如果評(píng)估允許壓力高于最大允許操作壓力，對(duì)管道進(jìn)行常規(guī)的防腐和保溫措施后，就可以繼續(xù)使用。

2.2防腐涂料涂刷技術(shù)

油氣管道防腐施工中，可提前對(duì)管道內(nèi)壁和外壁表面涂刷防腐涂料，對(duì)管道進(jìn)行防腐保護(hù)。集輸管道防腐處理中選擇的涂料質(zhì)量與防腐效果直接相關(guān)，應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)域土壤狀況、集輸介質(zhì)情況等，確定適用的防腐涂料，如對(duì)動(dòng)力工具參照SIS055900-St3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防腐涂料施工，常用的外部防腐涂料為環(huán)氧樹(shù)脂涂料，不僅能有效隔絕土壤中的腐蝕物質(zhì)和水分等對(duì)管道造成腐蝕，還能增強(qiáng)管道密封性;管道內(nèi)壁不僅可選用環(huán)氧樹(shù)脂涂料，還可適當(dāng)采用玻璃鋼襯、水泥砂漿等，增強(qiáng)個(gè)別區(qū)域防腐性能。在防腐涂料噴涂中，盡量使涂料均勻的噴涂在管道內(nèi)壁和外壁上，刷掉涂料下垂形成的不均勻部位，使形成的保護(hù)膜厚度均勻，待達(dá)到工藝要求后再借助砂輪機(jī)進(jìn)行打磨，直至達(dá)到規(guī)定平整度，同時(shí)對(duì)絕緣接頭等焊接部位存在的氧化皮和飛濺等，也要采取合理的處理和保護(hù)措施。

2.3陰極保護(hù)法

陰極保護(hù)法是集輸管道防腐常用技術(shù)，主要有犧牲陽(yáng)極法和強(qiáng)制電流法。集輸管道運(yùn)行中處于封閉狀態(tài)，陰極保護(hù)法應(yīng)用受空間限制，在管道設(shè)計(jì)中就需統(tǒng)籌考慮陰極保護(hù)法實(shí)施中產(chǎn)生的氧氣和氫氣，防止采用該方法防腐產(chǎn)生的安全問(wèn)題。具體應(yīng)用中，可在管道外壁連接負(fù)電位的金屬體，使管道原電池始終保持陰極狀態(tài)，避免產(chǎn)生腐蝕;或在管道外部施加電源，使金屬體連接到管道中，把管道變?yōu)殛帢O，通過(guò)對(duì)連接金屬體的消耗，防止管道腐蝕。無(wú)論是犧牲陽(yáng)極還是施加電流，都要注意定期進(jìn)行陰極檢測(cè)，確保防腐效果，防止出現(xiàn)保護(hù)失效問(wèn)題，一旦保護(hù)失效就要重新進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)置，確保管道始終處于最佳防腐狀態(tài)。

2.4添加緩蝕劑

根據(jù)區(qū)塊油氣集輸介質(zhì)腐蝕特性，在集輸介質(zhì)中添加適用類型的緩蝕劑能有效降低管道內(nèi)腐蝕，緩蝕劑在運(yùn)行中可與管道內(nèi)壁腐蝕區(qū)產(chǎn)生蝕劑膜，能有效隔離管道內(nèi)壁與腐蝕氣體和腐蝕物質(zhì)的接觸，降低管道內(nèi)腐蝕發(fā)生概率。應(yīng)用該方式防腐成本較低，關(guān)鍵是在應(yīng)用中要科學(xué)制定方案，選擇適當(dāng)緩蝕劑，確保緩蝕劑能精準(zhǔn)在管道內(nèi)壁腐蝕區(qū)形成蝕劑膜，同時(shí)要注意緩蝕劑與集輸介質(zhì)中水分和各類物質(zhì)的匹配性，防止接觸后產(chǎn)生沉淀物，堵塞集輸管道。

2.5選擇適用管道材質(zhì)

根據(jù)集輸管道運(yùn)行中的化學(xué)特點(diǎn)及集輸介質(zhì)物質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)管道提前通過(guò)優(yōu)化選材等措施提升集輸管道防腐性能，也能有效增強(qiáng)管道耐腐蝕性。為確保管道運(yùn)行穩(wěn)定，要選擇合理的管道材質(zhì)，比如優(yōu)化選擇不銹鋼、合金等管道材質(zhì)，能有效預(yù)防化學(xué)物質(zhì)對(duì)管道產(chǎn)生的腐蝕。可考慮使用金屬?gòu)?fù)合管強(qiáng)化管道內(nèi)部防腐性能，如在管道內(nèi)部適當(dāng)位置選擇玻璃鋼襯、陶瓷內(nèi)襯等復(fù)合型管道，顯著增強(qiáng)耐腐蝕性，預(yù)防后期管道集輸中產(chǎn)生的污垢。但該類管道成本較高，需根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)腐蝕性較強(qiáng)的集輸介質(zhì)或特殊部位應(yīng)用該類防腐措施。同時(shí)，該類管道防腐措施實(shí)施中要注意規(guī)范操作，防止施工或處理不當(dāng)造成襯里損傷，影響防腐性能。

3 結(jié)論

綜上所述，油氣集輸管道是油氣資源開(kāi)發(fā)利用中重要設(shè)施，腐蝕是影響集輸管道安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要問(wèn)題，針對(duì)常見(jiàn)的管道腐蝕類型，有針對(duì)性的采取措施增強(qiáng)管道防腐性能，有利于更加安全穩(wěn)定的開(kāi)展油氣集輸。

參考文獻(xiàn)：

[1]李凱，張賢波，李康銳.柔性復(fù)合管在油田集輸管線的應(yīng)用[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2013（04）.

[2]劉美玲.油氣集輸管道腐蝕機(jī)理及防腐技術(shù)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2013（09）.