李國民 劉新麗 馮 艷
(1. 大慶油田第六采油廠數(shù)字化運維中心,黑龍江 大慶 163000;2. 大慶油田第四采油廠第六作業(yè)區(qū),黑龍江 大慶 163000;3. 大慶油田第一采油廠第三作業(yè)區(qū),黑龍江 大慶 163000)
腐蝕成為管道運行中面臨的重要問題,如果無法解決會給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟損失。腐蝕危害主要包括設(shè)備和管道的損壞、環(huán)境污染、人員傷亡、跑冒滴漏等,因此對腐蝕的機理和防腐技術(shù)進行針對性研究具有非常積極的現(xiàn)實意義。
可以分為兩種,也就是海水腐蝕和土壤腐蝕。土壤的構(gòu)成物質(zhì)十分復雜,不但包括各種微生物和真菌,也包括了空氣和水分,這些組成成分會互相影響,造成土壤的異化[1]。氧氣的存在和傳遞會在土壤中形成濃度差,從而構(gòu)建起氧濃差電池,使得管道腐蝕加劇。管道在海水中穿過時不可避免會與海水接觸,作為一種電解質(zhì)溶液,當海水中存在金屬時,會在金屬表面發(fā)生作用,部分電極電位跟管道發(fā)生連接,形成回路,造成腐蝕的發(fā)生。
內(nèi)腐蝕主要包括三種類型,分別是硫化氫腐蝕、二氧化碳腐蝕和二氧化硫腐蝕:(1)硫化氫具有較高的活潑型,在水中會出現(xiàn)電離,在有氧條件下跟金屬發(fā)生化學反應,不但會形成化學腐蝕,其產(chǎn)物中存在硫酸,也會加劇電化學腐蝕。同時,硫化氫還能夠造成管道的氫脆,使得局部出現(xiàn)變形造成管道開裂;(2)二氧化碳會跟水形成碳酸,造成酸堿度降低,鋼管出現(xiàn)氫氣極化反應,形成坑點或者片狀腐蝕;(3)硫化氫會跟鐵和氧發(fā)生反應產(chǎn)生硫酸亞鐵,硫酸亞鐵發(fā)生水解后會產(chǎn)生游離酸和氧化物,從而加快鐵的腐蝕,形成硫酸亞鐵,再次出現(xiàn)水解,這一循環(huán)過程會使得管線底部出現(xiàn)不同程度的腐蝕。
針對油氣集輸管道的外防腐來說,主要利用陰極保護技術(shù)和外防腐涂層開展:(1)外防腐涂層。在進行這一技術(shù)的應用時,主要是往管道外壁防腐層進行各種材料的噴涂,從而起到雙重防腐的效果。近些年來,我們國家防腐涂層技術(shù)獲得了長足的進步和發(fā)展,防腐涂層技術(shù)也更加的多樣化,其中最具代表性的就是聚乙烯和環(huán)氧涂層。環(huán)氧涂層在管道防腐中的應用較多,相較于石油瀝青和煤焦油涂層工藝具有明顯的優(yōu)勢,穩(wěn)定性更好,并且屬于熱固性材料,在高溫條件下不會受到損害,表層十分光滑,面對鹽堿腐蝕具有很好的抵抗性[2]。聚乙烯材料是基于雙層PBE演化而來,具有很強的粘結(jié)性,性能十分穩(wěn)定,材料在滲透性方面的表現(xiàn)良好;(2)陰極保護技術(shù)。陰極保護技術(shù)屬于一種電化學保護技術(shù),較多的應用于海水或者土壤環(huán)境中??梢詫⒔饘僖欢巫鳛殛帢O,在給予直流電時,金屬電位相較于某個電位值更低,金屬表面的電化學不均勻性會出現(xiàn)下降,使陰極溶解得到限制。
內(nèi)防腐技術(shù)主要包括兩種,也就是緩蝕劑技術(shù)和內(nèi)涂層襯里防腐技術(shù):(1)緩蝕劑不會直接的跟腐蝕介質(zhì)發(fā)生作用,是一種以金屬表面狀態(tài)為基礎(chǔ)的慢化過程,存在不同程度的催化作用。在進行防腐時,緩蝕劑具有很明顯的作用,并且其延緩腐蝕的效果十分明顯。不但可以實現(xiàn)材料的節(jié)約,還能夠促進管道使用周期的增加;(2)內(nèi)涂層襯里防腐技術(shù)。該技術(shù)主要是在管道內(nèi)壁口跟腐蝕介質(zhì)之間構(gòu)建起隔離層,針對隔離層開展噴涂處理,從而達到延緩腐蝕的效果。該技術(shù)操作難度不高,流程十分簡便,不但能夠減少管道的維修成本,還可以降低管道的消耗。
隨著我們國家對石油需求的不斷增加,有關(guān)企業(yè)需要加強對集輸管道腐蝕問題的重視,依據(jù)腐蝕機理的不同采取針對性的防腐措施,促進集輸管道工作狀態(tài)穩(wěn)定性的提高,為集輸工作有序進行提供保障。