油气管道局部腐蚀原因分析
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油气长输管道防腐的必要性及阴极保护阴极保护是延长管道寿命、抑制埋地管道腐蚀的重要手段,已经广泛地应用在石油、化工、天然气、市政等行业当中。
随时间的推移,管道经常会出现腐蚀穿孔的现象。
1油气长输管道防腐的必要性目前,世界上长距离油、气管道的总长度估计己超过200万km里,埋入地下的管道钢铁总量约2亿t。
输送气、油的钢质管道大都处于复杂的土壤环境当中,所输送的介质也都含有有腐蚀性,所以管道的内壁以及外壁都有可能遭到腐蚀,管道一旦被腐蚀穿孔,就会造成气、油的漏失,这样不仅会造成运输的中断,而且会环境有很强的污染,甚至还有可能引起火灾,造成更加严重的危害。
如果不采取相应的防腐措施,每年腐蚀其l0%,则钢铁年托运将达2千万t以上,这是一个相当惊人的直接损失,其间接造成的经济损失更是难以估计。
所以必须防止油气长输管道腐蚀的损坏。
2阴极保护的原理在被保护的管道上连接一个电位更负的金属或合金作为阳极或给被保护管道外加电流,从而使被保护的管道阴极极化,进而减轻或消除管道腐蚀速率。
(1)外加电流法阴极保护是利用外部电源对被保护体施加阴极电流,从而抑阻被保护体自身的腐蚀过程。
(2)牺牲阳极法阴极保护在土壤等电解质环境中,当与被保护体电连接后将优先腐蚀溶解,释放出的电子在被保护体表面发生阴极还原反应,牺牲阳极因其电极电位比被保护体的更负,抑阻了被保护体的阳极溶解过程,从而对被保护体提供了有效的阴极保护。
(3)牺牲阳极种类及应用范围分别是带状牺牲阳极、锌-铝-镉合金牺牲阳极、镁合金牺牲阳极和镯式牺牲阳极以及铝-锌-铟系牺牲阳极。
带状牺牲阳极主要应用于高电阻率土壤、空间狭窄局部场合及淡水,如套管内;锌-铝-镉合金牺牲阳极适用于海水、机械设备、淡海水介质中的船舶、海洋工程和海港设施以及低电阻率土壤中的电缆、管道等设施金属防腐蚀的阴极保护;然而镁合金牺牲阳极密度相对小,极化率低,电极电位很负,对铁的驱动电压比较的大。
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油气管道保护工第一章概述1 埋地管道腐蚀的危害埋地金属管道遭受着土壤、海水、细菌及杂散电流等各种因素造成的腐蚀,腐蚀破坏的过程和速度虽然缓慢,但是危害较大,由腐蚀造成的损失大的惊人。
(1)直接和间接损失由于腐蚀而造成原材料和设备的报废,称为直接损失。
由于材料损失和设备报废而造成的停工、停输和抢修等为间接损失。
(2)环境污染输油、气管道由于腐蚀穿孔还会造成突发性的事故,污染环境。
(3)阻碍新技术的发展科学技术是生产力,但是如果解决不好腐蚀问题,一些重大新技术的应用就会受到阻碍。
(4)浪费资源在工程设计中,因考虑腐蚀因素而采用较大的安全系数,这种现象是普遍存在的。
如输油、气管道等,在选择材料的厚度中都会有腐蚀裕量。
这就增加了材料使用和能源的消耗,浪费了宝贵的资源。
2 造成管道损坏的主要因素(1)腐蚀土壤具有腐蚀性,特别是某些地区存在着直流、交流干扰电源,更易加重地下金属管道腐蚀。
据国内外统计表明,由于腐蚀造成的管道泄露和损失事故约占管道总泄露和损失事故的30%。
(2)焊缝及管材的缺陷管子在制作或敷设中,焊缝处会存在夹渣、未焊透、咬肉等缺陷,制作管子用的钢材会存在气泡、砂眼等质量问题。
据对某输油管道统计,这类事故约占总数的40%。
(3)自然环境变化由于管道热胀冷缩,造成管道弯头严重变形破裂、或直接冻裂;由于洪水或其他因素所致,大段管道裸露、悬空而造成的管道下沉、拱起、移位变形以致断裂事故也大量存在。
(4)外力由于地震或在管道附近进行爆炸作业、因重物压砸或撞击也会造成管道破裂或损坏。
(5)人为故意破坏偷、扒管道防腐绝缘层,在管道上开孔偷油、偷气等也会造成事故。
3 管道保护工管道保护工主要做以下三方面的工作:(1)搞好管道防腐保护设施及运行的管理。
埋地管道的防腐保护设施主要有两大系统。
一是阴极保护系统;二是防腐绝缘系统。
管道保护工应该认真学习、贯彻执行这方面的有关标准和管理规定,在上级和业务主管部门的领导下,搞好运行管理工作。
随着石油天然气勘探开发的不断深入,陆上油气田集输管道的输送介质日益复杂,不仅有油、气、水等多相流采出物,还有CO 2、H 2S、硫酸盐还原菌等腐蚀性物质,同时随着酸化压裂、空气泡沫驱、CO 2驱、火驱等增产措施的引入,导致管道腐蚀泄漏问题日益严峻[1-2]。
目前,某油田常用的管材以碳钢为主,约占该油田所有集输管道长度的80%,主要以20号钢、20G 钢和L360钢为主,各种油气田常用碳钢管道耐蚀性评价及防腐措施研究王金梭(大庆油田有限责任公司第五采油厂)摘要:为提高管道完整性管理水平,通过化学成分分析、金相组织观察、单轴拉伸实验、电化学腐蚀实验和挂片失重实验等手段,分析20号钢、20G 钢和L360钢在油田环境下的耐蚀特性,并对碳钢管道的安全运行提出防腐措施。
结果表明,L360钢的有益元素较多,有害元素较少;不同管材产生了以铁素体为阳极,珠光体或渗碳体为阴极的电化学腐蚀过程;均匀腐蚀速率从大到小顺序为20号钢、20G 钢、L360钢,最大点蚀速率从大到小顺序为20G 钢、20号钢、L360钢,L360钢的耐蚀性最好;对于轻度腐蚀的管道可采用添加缓蚀剂和动态监测的方法,对于中度和重度腐蚀的管道可采用内穿插修复、风送挤涂修复和局部补强等技术对管道本体和防腐层缺陷进行修复;应用后,管道失效率有所降低,每年可减少损失455.3万元,且产生的环保效益不可估量。
关键词:碳钢;耐蚀性;防腐;铁素体;修复技术DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.05.009Research on corrosion resistance evaluation and anti-corrosion measures of carbonsteel pipelines used in oil and gas fields WANG JinsuoNo.5Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co .,Ltd .Abstract:In order to improve the management level of pipeline integrity,the corrosion resistance characteristics of 20steel,20G steel and L360steel in oilfield environment are analyzed by means of chemical composition analysis,metallographic tissue observation,single axis tensile experiment,elec-trochemical corrosion experiment and weightlessness experiment and other means,and the anti-corro-sion measures for the safe operation of carbon steel pipeline are put forward.The results show that L360steel has more beneficial elements and less harmful elements.The different tubes is produced the electrochemical corrosion process with ferrite as anode and pearlite or carburite as cathode.The order of uniform corrosion rate from large to small is 20steel、20G steel、L360steel,and the order of maxi-mum pitting rate from large to small is 20G steel、20steel、L360steel.Among them,L360steel has the best corrosion resistance.For mildly corroded pipelines,the method of adding corrosion inhibitors and dynamic monitoring can be adopted.For moderately and severely corroded pipelines,it can be used techniques including internal interpolation repair,wind extrusion coating repair and local rein-forcement to repair defects of pipeline body and anti-corrosion layer.After the application,the fail-ure rate of pipeline is obviously decreased and the loss is reduced by 4553000yuan every year with in-calculable environmental benefits .Keywords:carbon steel;corrosion resistance;anti-corrosion;ferrite;repair technology 作者简介:王金梭,工程师,2007年毕业于佳木斯大学(无机非金属专业),从事管道防腐检测工作,186****6941,****************,黑龙江省大庆油田有限责任公司第五采油厂,163414。
海洋管道内壁局部腐蚀的监测关键技术研究海洋油气集输管线是海洋油气开采系统的重要组成部分。
由于油气输送管道内的流质含有较多的腐蚀性介质,管道内壁腐蚀成为困扰海洋油气开发的重要问题之一。
海洋油气集输管线的铺设距离较长,管道内部的流质环境复杂,管道内流质的流态、温度、含沙量以及腐蚀成分的变化都可能导致不同类型的局部腐蚀问题。
当管道内外壁存在较大温差时,湿蒸汽在管道内壁的冷凝可能造成顶部腐蚀的发生;在管道内流速较缓的区域,由于腐蚀产物和固体颗粒在管道底部的堆积可能导致沉积物下腐蚀的发生;当管道内的流速较高时,高速流动的腐蚀介质可能导致磨损腐蚀的发生,针对管道常见的局部腐蚀问题,目前仍缺乏有效的手段进行在线监测。
因此,本文依托国家“十二五”重大科技专项“荔湾3-1气田腐蚀监测与防腐系统设计”,研制了基于新型双环电阻传感器的海底管道局部腐蚀监测系统,并在模拟循环管路中针对海底管道一些常见的局部腐蚀问题开展了研究,主要工作归纳如下:(1)提出了一种可用于海底管道内壁局部腐蚀在线监测的双环电阻传感器,通过将管道的环形切片分成六个分区,采用特殊的电路设计,实现了管道内壁全周向的在线腐蚀监测。
双环电阻传感器相比传统的电阻传感器具有更高的监测精度和适用范围,在管道内外壁存在较大温差时仍可以准确测量腐蚀深度。
(2)结合电化学方法和双环电阻传感器,对管道中低流速流质情况下,沉积物覆盖所导致的电化学腐蚀和有机膦缓蚀剂EDTMPS(Ethylene Diamine Tetra Methylene Phosphonic Acid Sodium)的作用效果进行了实验研究。
实验结果表明:由于沉积物覆盖所导致的氧浓差电池是导致沉积物下腐蚀的主要原因。
在静止溶液环境中,有机膦缓蚀剂EDTMPS对裸钢和沉积物覆盖碳钢的腐蚀均表现出良好的抑制效果;但在管道内流质流动状态下,有机膦缓蚀剂EDTMPS对沉积物覆盖碳钢腐蚀的抑制作用却表现出明显的失效,甚至EDTMPS对沉积物覆盖所导致的原电池腐蚀有显著的促进作用。
浅谈油田地面集输系统腐蚀原因与防腐技术摘要:随着孤岛油田开发程度的深入,污水的性质发生了很大的变化,采出污水总矿化度在5000~70000mg/l,氯离子含量达到3×104mg/l,污水中溶解氧,二氧化碳,硫化物等腐蚀性极强的物质、硫酸盐还原菌、油层出砂等都加剧了管道的内腐蚀;同时由于孤岛油田地处滨海地区,土壤含盐量高,因此,金属管道的外腐蚀也很严重;加上管道设备大都超过金属的疲劳极限,地面工程系统金属管道和设备的内外腐蚀非常严重。
关键词:油田腐蚀污水水质外防腐内防腐分类号:te980.5前言目前孤岛油田生产已进入高含水期,地面集输系统基本上是一个高含油污水系统。
采出水总矿化度高,一般在5000~70000mg/l,易产生水垢的离子多,还有溶解氧、二氧化碳、硫化物等腐蚀性介质和大量的srb、tgb细菌以及泥砂,致使高含水集油管、污水处理及回注系统管道腐蚀、结垢、磨蚀非常严重,管道平均腐蚀速度为1~1.7mm/a。
某含油污水处理站投产6个月就开始腐蚀穿孔,平均腐蚀速率为0.76mm/a,点蚀率达到14mm/a。
1 油田集输系统腐蚀原因分析1.1外腐蚀油田大部分位于渤海湾海滨平原,土壤含盐以氯化物为主。
氯离子含量最高可达5225.5mg/l,土壤电阻率都在20ω.m,地下水位一般为1~3米。
按土壤腐蚀性标准判断,油田属极强腐蚀区。
钢质设施的外腐蚀主要受海洋腐蚀环境的影响。
海洋腐蚀环境一般分为海洋大气、浪溅、潮差、全浸和海泥区,腐蚀因素复杂多变,钢结构在不同区带腐蚀特点不同。
1.2内腐蚀油田在用管网主要采用钢质管材,当与电解质溶液接触时,由于不同材料相间电位差不同,它们和可以导电的电解质一起构成了成千上万的腐蚀微电池。
除了金属材料本身的杂质以外,不同金属相互接触,新旧管子连接,焊点焊缝都会造成材料性质的不均匀性,从而导致腐蚀。
除去管材本身的因素外,影响内腐蚀的主要原因有以下几种。
1.2.1化学因素(1)矿化度。
油气管道的腐蚀与检测文章从油气管道的安全运营出发介绍了管道腐蚀缺陷类型。
阐述了获得各种管道腐蚀信息的关键技术——内、外检测技术及其特点与前景。
希望通过文章的研究能够为相关人士提供参考和借鉴。
标签:腐蚀;防腐层检测;内检测1 导致腐蚀的因素和特点随着服役时间的增长,油气管道受外界环境和内部介质的共同影响,管道本体产生严重的腐蚀,造成泄露、穿孔或破裂等破坏管线正常运行的严重事故。
统计表明各类事故中腐蚀引起的事故所占比例为第一位[1]。
管道内部和外部均存在一定程度的腐蚀,由于管段内壁与外壁所处环境不同,腐蚀失效以外腐蚀为主。
造成管线腐蚀的因素很多,管材本身的性质、管道施工时防腐补口的质量、周围土壤环境、输送介质及其管线的布局走向都会影响管线的腐蚀速度。
可见,腐蚀本身是一个自然的破坏过程,是管道在运营过程中普遍存在的自然现象。
因此,腐蚀是不能避免的,只有研究其发展规律,采取有效措施,将腐蚀引起的危害降到最低。
2 油气管道腐蚀类型油气管道在生产、安装及使用过程中不可避免的会产生各种缺陷,其主要类型有两个:平面型缺陷和体积型缺陷。
平面型缺陷是管道在生产、安装、焊接过程中形成的各种裂纹。
随着检测技术的不断提高,平面型缺陷已得到了较好的控制;体积型缺陷是指管道在使用过程中逐渐形成的腐蚀缺陷,随着使用年限的增加,腐蚀也会越来越严重。
油气管道腐蚀一般属于电化学腐蚀,包括均匀腐蚀和局部腐蚀。
均匀腐蚀是指腐蚀缺陷均匀分布于整个管道表面,腐蚀深度比较均匀,没有大的突变。
这种腐蚀缺陷导致管道失效形式主要是破裂,属于最严重的管道事故。
局部腐蚀是指腐蚀缺陷主要集中在油气管道表面的某一区域,而管道其他部位几乎不受腐蚀或仅有轻微腐蚀。
油气管道常见的局部腐蚀类型有:孔蚀、隙缝腐蚀、电偶腐蚀及应力腐蚀等[2]。
3 腐蚀管道的检测方法管道检测是获得管道腐蚀等有关信息的最佳手段,通过对管道检测数据的分析,可以监测到管道已有的损害和潜在的风险。
第5卷繁5期2008馨10月装备环境工程E Q U I PM E N T E N V I R O N M E N T A L E N G I N E E R I N G‘45。
输油气管线的微生物腐蚀与防护张燕,李颖(中国兵器工业第五九研究所,重庆400039)攘娶:针靖陆上、海上舜口泰下的输汝气管道所存在的微生物腐蚀瑰象,分析了累麓种类微纛物鲍生存环境和腐蚀机理的差并,阐述了微庶物腐蚀对金属管道和防腐涂层的破坏作用,有针对性地提出了输油气管道相应的防腐措施及相关的控制参数。
关键词:输油管线;徐气管线;微圭耪;魔蚀;转妒中网分类号:172.82文献标识码:A文意编号:1672~9242(2008)05—0045—04M i cr obi ol ogi ca l C or r os i on and Pr ot e ct i on of Oi l and G as Pi pel i ne Z H A N G Y ah 。
纛;Y i ng(N o .59R e s ear c h I ns t i t ut eof C hi na O r d na n c e I ndus t r y ,C hongqi ng 400039,C hi na)A bs t r ac t :The m i c r obi o l ogi c al co r r os i on of oi l andga s pi pel i ne0nl an d ,at se a ,an d under w at e r w a s i nt r oduc ed 。
Thedi f f er ence of l i ving e n vi r on ment a nd co r r os i on m echani s m of di f f er ent m i c r oor gani s m s wa s a na l yz ed .The des t r uc t i on of m i cr o —bi ol o gi calco r r os i on t Om e t alpi pel i ne a nd ant i —cor r os i on coa t i ng was di s c u s s ed .So m e cor r es pondi ng pr ot ec t i on m e t hods a nd cont r o l pa r a m et er s f or oi l a ndga spi pel i ne w e r e put f or w ar d .K e y wor ds :o i l pi p el i ne ;gas pi pel i ne ;m i cr o or ga ni s m ;cor r osi on ;pr ot ec t i o n管道运输与铁路、公路、水路及航空运输并称为当今五大运输方式。
长输油气管道运维中存在的问题及预防措施0 引言随着管道技术的发展,长输油气管道呈现出大口径、高钢级、长距离的发展态势。
因为管道运维作业点多、线长、涉及面广,所以需要的工作人员较多,而且人员流动也很分散,在落实长输油气管道运维工作时,会有很多影响因素,造成各种各样的安全事故。
因此,对于管道企业来说,有必要对运维操作行为安全管理模型进行深入探索,并在实践中对其进行持续改进和完善,从而提升长输油气管道的安全性。
1 长输油气管道工程特点1.1 建设困难石油和天然气长输管道建设往往存在着地域上的大跨度、复杂地形,以及各地区环境因素差异等问题,使其在工程上面临着很大困难。
在工程设计阶段,有关工作人员要对建筑施工过程中的具体情况进行全面考虑,并通过提升设计方案的科学性和合理性,尽量减少工程施工工作量和操作难度。
1.2 施工材料运输和管理比较困难由于长输管道工程地域跨度比较大、施工地点多,给施工材料分配和管理带来了很大困难[1]。
如果施工场地地质条件比较差,如有很多天然的障碍物,将会对材料运输造成很大影响,从而使长输油气管道不能按时完工。
同时对钢材等质量大、需求量大的物资的储存工作造也带来了很大的麻烦,从而影响整个工程进度。
2 长输油气管道运维中存在的问题2.1 防腐问题在油气输送管道中,腐蚀是造成管道损坏的重要因素。
在埋地长输管道中,大部分的腐蚀都是以外侧腐蚀为主,很少有大面积、均匀腐蚀的情况,主要是以局部腐蚀和点蚀两种形式出现。
在役油气管道防腐处理中,最重要的是采用外层保护层和阴极保护。
镀层是金属材料的首要防护,良好的镀层对金属材料有99%的防护作用,而阴极防护作用只有1%。
现有的和正在建设的长输油气管道,都是通过涂一层防腐、阴极保护等措施来控制管道外部腐蚀。
2.1.1 防腐层质量控制问题防腐蚀涂料质量控制主要有:防腐蚀涂料的选用、组装的质量控制、以及在使用过程中的维修。
耐腐蚀涂料应选用有优良附着力、抗冲击性、抗阴极剥离性、抗渗透性、耐化学性、耐腐蚀、易于填充等。
电化学读书报告名称:杂散电流对长输油气管道的危害及其检测班级:031104姓名:任风利杂散电流对长输油气管道的危害及其检测摘要:分析了杂散电流的特点及腐蚀原理,指出杂散电流是导致长输油气管道腐蚀泄漏的主要原因,发生杂散电流腐蚀的基本原理,介绍了杂散电流检测仪的基本操作。
目前,长输油气管道作为石油、天然气长距离输送的主要手段,其防护与检测越来越受到管道企业的重视。
由于长输油气管道均为埋地敷设,地域跨度大,敷设环境复杂,破损、泄漏不易被发现,且埋地管道维修需要征地并进行大量土方工程,费时费力,因此,及时对管道进行检测,发现问题并予以整改,防止腐蚀泄漏是维护管道安全运行的重要保障。
一、管道杂散电流的基本特点导致埋地长输油气管道腐蚀的原因主要有杂散电流腐蚀、土壤腐蚀和细菌腐蚀等。
而杂散电流是造成管道腐蚀泄漏的主要原因,当直流大电流沿地面敷设的轨道流动时,直流电流除了在轨道上流动,还会泄漏到大地,在大地的金属管道上流动,然后回到电源,这部分泄漏的电流称为杂散电流。
埋地管道的杂散电流有两种,一种是直流杂散电流(其它管道的外加电流阴极保护系统、直流电运输系统、采矿直流电牵引系统、直流电焊接、高压直流电输送系统、大地磁场的扰动等);另一种是交流杂散电流(高压输电线路、交流电气化铁路供电线路、人地雷电流、故障强电流等)。
杂散电流的流动过程形成了两个由外加电位差建立的腐蚀电池,加速了金属管道的腐蚀。
杂散电流引起的腐蚀比一般土壤腐蚀更为严重,无杂散电流时,腐蚀电池两极的电位差仅为O.35 V,有杂散电流时,管地电位高达8~9 V,其对埋地长输油气管道的使用寿命和安全运行影响很大。
图1为杂散电流对管道的干扰示意图,杂散电流必须在某一部位从外部流到受影响的管道上,再流到受影响管道的某些特定部位,并在这些特定部位离开受影响的管道进入大地,返回到原来的直流电源;其它直流干扰源产生的杂散电流腐蚀也具有同样的特点。
二.管道杂散电流的腐蚀机理腐蚀一般分为两种形式:化学腐蚀和电化学腐蚀。
油田管道失效成因分析与对策建议摘要:管道失效治理工作是有效降低管道失效率的重要措施保障。
实际上由于管道中所存储的原油和水介质成分复杂,使得腐蚀性增强,容易发生点蚀,而点蚀对于管道具有潜在的致命威胁。
管道失效治理主要包括失效成因分析、管道风险评价、管道完整性检测和管道修复更换等。
文章基于管道失效成因分析,提出了基于本质安全的建设期管道失效治理方案建议、基于风险管理的运行期管道失效治理方案建议。
关键词:管道失效;腐蚀;治理对策1失效成因分析(1)由于有大量运行年限长的管道,加剧了油田管道失效率控制的难度。
随着运行年限的增加,管道失效率呈现逐渐增高的趋势,平均为每10年失效率增加0.1km-1·a-1。
目前运行超过20年的管道已经超过2.7×104km,并且以平均每年超过0.1×104km的速度增长,增加了失效治理的难度。
因此,应加强运行年限长管道的失效治理。
(2)不同生产单位管道平均失效率差异较大。
老区油田管道失效率普遍较高,外围油田管道失效率相对较低。
储运、采气分公司所属管道失效率最低,已经达到中石油要求的失效率控制指标。
油田老区是管道失效治理工作的重点区域。
(3)腐蚀是管道失效的主要形式。
大庆油田地处平原地带,管道失效的因素总体上包括腐蚀失效、施工造成的机械损伤、人为破坏三种类型。
失效数据统计显示,腐蚀造成管道失效占比99.4%,施工造成的机械损伤导致管道失效占比0.1%,人为破坏占比0.5%。
因此,腐蚀是油田管道失效主要因素。
油田各系统管道存在不同程度的内腐蚀,其中油集输管道内腐蚀占比61.5%,注入管道内腐蚀占比45.5%。
因此,强化内腐蚀控制措施是失效治理的关键。
2失效治理分析2.1措施对采用整体或局部分段更换的管道,加强新建管道产品及施工质量管理,加大阴极保护技术应用力度。
(1)强化新建管道产品管理。
一是开展防腐管道预制各工艺环节的质量监控,确保管道防腐预制产品满足设计要求。
1
管道局部腐蚀原因分析
1. 磨损、冲刷腐蚀
从查阅资料中发现,有80%的管线穿孔是由磨损、冲刷腐蚀造成。发生穿孔
的管段中体现在井排来油汇管至分离器进口管段,以及污水外输泵出口管段。
穿孔的形式表现为点蚀,穿孔发生的部位突出表现在管线底部、弯头或三通
下游直管段及外输泵出口(弯径后)管段。原因是:进站混输原油介质中含砂严重,
在目前进站原油综合含水量极高的情况下,混输原油介质携砂、裹砂能力大幅度
下降,砂粒随介质在管线底部高速流动,对管线底部形成线状磨损,在高矿化度
含油污水的腐蚀影响下, 加速了管线的穿孔。同时,由于污水经过外输泵的加压
增速,对外输泵出口管段,尤其是外输泵出口管段和闸阀后直管段底部形成强烈
的冲刷磨损磨蚀,穿孔现象频繁发生。
2. 微电池腐蚀
形成微电池腐蚀的原因是多方面的,但主要与金属的化学成分、合金组织、
物理状态的不均、金属表面膜的不完整和土壤结构的差异有直接的关系。因在
同一金属的不同部位存在着一些化学或物理状态上的不均匀分布,从而在相同
金属的不同位置上形成了电极电位的高低差异,这也就产生了许许多多个微小
的腐蚀电池。这种微电池腐蚀在站内工艺管网中是普遍存在的,直观地表现在与
干线连接的压力表头和架空管道金属支撑架部位处的管道腐蚀上。前者主要是
源于压力表接头与干线母材之间存在着化学成分的不均匀及金属组织的不均匀;
后者则是由于金属掺套与架空管道焊接在一起,造成了金属掺套与干线母材均
化学成分不均一,以及在架空管道受到热应力变形时,与支掺套相接触的管道所
受到的应力状态不均匀。这些不均匀性, 都会导致管道受到微电池腐蚀。
3. 浓差电池腐蚀
浓差电池腐蚀是站内工艺管道常见的一种腐蚀现象。穿墙、穿管沟的管线
腐蚀大都属于浓差电池腐蚀。其腐蚀机理是:当同一种金属通过不同的电解质溶
液或电解质溶液的浓度、温度、压力等条件不同时,在金属的表面便产生不同的
电极电位,形成浓差腐蚀电池,电极电位较低的管道部位为腐蚀电池的阳极发生
腐蚀。
站内工艺管网的架空管段,其保温层把伴热线和干线包裹在一起。由于伴热
2
线位于管道的下半部,这样就使得在管道的下部与保温材料之间出现一个气室。
当管道的防水层被破坏后,氧和水分便从管道的顶部(该处的保温层与管道紧紧
相贴)开始向内渗透。因为气室的存在,在管道的上部与下部,就形成了氧浓差腐
蚀电池。管道的上部含氧浓度较低是腐蚀电池的阳极,遭到腐蚀的管道顶部,其
腐蚀面积较大,腐蚀深度可达mm3~2。另外,穿墙管道的腐蚀大多也属于氧浓
差电池腐蚀。
4. 土壤腐蚀
埋地金属管道的腐蚀大多属于土壤腐蚀,土壤腐蚀受土壤pH值、杂散电流、
化学反应、土壤的电阻率和细菌的作用等因素的影响,尤其是土壤的结构,管道
的埋深,回填土的松紧等条件的影响,管道四周的含氧浓度和含水量都将存在着
差异,这就为产生土壤腐蚀提供了必备的条件。根据土壤腐蚀机理分析,埋地管
道上部由于接近地面,且回填土不如原土结实,因此该(沥青防腐有缺陷)部位氧
气浓度大,电极电位高,是腐蚀电池的阴极区,管道底部则氧气浓度小,电极电位
低,是腐蚀电池的阳极区,即遭受腐蚀的部位。
5. 点蚀
点蚀是造成地沟管段及架空管段局部腐蚀的原因之一。由于防水层老化龟
裂,使大部分保温层长年处于潮湿状态。外界水份的渗入,溶解了保温材料中的
盐份(如Cl1—),使之在管壁的外表形成一层电解质溶液。一旦因某种原因,管道
的腐蚀层被局部破坏而显露出金属表面后,由于其组织、杂质物等金属构造上的
不均, 极易成为点腐蚀源。
6. 缝隙腐蚀
缝隙腐蚀也是造成地沟管段及架空管段局部腐蚀的原因之一。在紧贴伴热
线的管道的部位,由于长期受热过高,防腐层老化加快,龟裂成缝隙状,这些缝隙
为缝隙腐蚀的发生提供了客观条件。缝隙腐蚀的腐蚀机理是由缝隙内外氧的浓
度差而引起氧浓差电池的作用。在缝隙内部形成阳极,缝隙外部形成阴极,两极
的反应过程与点蚀反应过程基本相同,随着缝隙内氧的消耗,缝隙内阴离子数量
也相应减少,从而失去电平衡,使得外部的阴离子从外侵入缝隙内,生成电解盐,
而电解盐的水解,又使得缝隙内的pH值降低,为持续缝隙腐蚀提供了进一步发展
的条件。这是一种恶性的腐蚀循环过程,在伴热线区域的管道部位,其腐蚀多呈
3
条形状,并向外延发展成片状腐蚀。
参 考 文 献
[1]王世溪.集输泵站工艺管道局部腐蚀原因及对策.油气田地面工程.防护化工.(2003. 4.22)
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