影响油气长输管道腐蚀的主要因素分析及对策

发表时间:2021/8/11   来源:《工程建设标准化》2021年5月9期   作者:苏振玉 李阳
[导读] :众所周知,油气资源是一种具有高度危险性的资源,
        苏振玉   李阳
        (中油)新疆石油工程有限公司   新疆  克拉玛依   834000
        
        摘要:众所周知,油气资源是一种具有高度危险性的资源,其内部含有大量有毒有害成分,因此极易对管道造成腐蚀,再加上管道所在外部环境恶劣、内部构件复杂,就极易在长期运行中出现被腐蚀现象。为规避腐蚀问题,就需要相关单位采取科学的腐蚀检测技术与防腐措施。基于此,本文研究了影响油气长输管道腐蚀的主要因素分析及对策。
        关键词:油气;长输管道;腐蚀;因素;对策
        引言
        目前油气长输管道还存在一定的局限性,整体性能指标有待提高,其中较为突出的一个问题就是管道腐蚀,管道腐蚀不仅会影响运输的稳定性,还会由此引发较大的经济损失,需要采取相关措施进行管控。
        1油气长输管道腐蚀的主要因素
        1.1接触腐蚀
        接触腐蚀还被叫做电偶腐蚀。接触腐蚀的发生是性质不同的两种金属在电解质溶液中形成的电化学腐蚀。由于海水本身就是一种极好地电解质,而石油长输管线又是一种良好的导电体,直接接触时会形成一种宏观的电池腐蚀。但是海底油气长输管道腐蚀速度并不是一成不变的,由于海水时刻是在变化流动的状态中,海水里面的氧分子和一些矿物元素分子等会动起来,并不断的朝管道金属表面冲刷,而且流速越快,冲刷作用就会越严重,氧分子紧贴在管道外壁上,破坏表层的保护膜,严重的还会造成完全脱落,冲刷腐蚀的速度能以几十倍地增长,管道的运行安全会因此形成极大的危害。
        1.2内腐蚀
        内腐蚀主要分为两种,一是硫化氢腐蚀;二是二氧化碳腐蚀。硫化氢的活泼性比较高,在水中会发生电离,经过一系列的化学反应会使得管道出现腐蚀情况。二氧化硫同时与铁和氧气接触时,会发生化学反应,其化学产物为硫酸亚铁,在水解之后,硫酸亚铁会形成游离酸和氧化物,这些产物会加快管道的腐蚀,而且生产的硫酸亚铁会往复循环,对管道腐蚀形成了一个回路作用。
        2油气集输管道防腐技术
        2.1外防腐技术
        针对于油气长输管道的外防腐,我们可以采取外防腐涂层和阴极保护技术进行解决。外防腐涂层,在运用该技术的时候,主要是通过向长输管道外壁位置对防腐层进行喷涂,起到一个双层防腐的作用。在这几年的发展中,我国防腐涂层技术得到一个较快的发展,所应用的防腐涂层技术越来越多样化,环氧涂层和聚乙烯就是其中的典型代表,环氧涂层在管道防腐中的应用比较多,它与煤焦油和石油沥青涂层相比更加应用优势,它的稳定性比较高,是一种热固性材料,在高温状态下也不容易受到损害,表面光滑,能够很好的抵御盐碱腐蚀。三层聚乙烯是基于双层FBE基础上逐渐演化而来,它具有FBE的性能优势,粘黏性极强,防腐蚀性能稳定性,材料渗透性较强。阴极保护技术是一种能够避免金属在电解质中发生腐蚀的电化学保护技术,比如土壤、海水等,在运用该技术的时候,我们将金属一段当做阴极,然后对其施加直流电流,当金属电位负于某一电位值时,金属表面电化学不均匀性会得到一个有效的消除,特别是在腐蚀阴极溶解过程中进行抑制的情况下,可以更好的对金属材料形成一种保护作用。
        2.2油气长输管道内腐蚀防护技术
        为了更好地解决油气长输管道内腐蚀问题,就要想方设法加大抗腐蚀性能佳的材料的使用力度,还可以在介质里面加入缓蚀剂。在应用耐腐蚀的材料对油气长输管道进行加工制造的时候,要选用那些机械性能好的金属材料。当前国家已经研制出了不少耐腐蚀性能比较好的金属材料,这些金属材料在油气长输管道制作过程中的应用能够大幅度提升油气长输管道的抗腐蚀能力。

这几年出现了很多耐腐蚀性能不错的非金属材料,这些非金属材料包括用丙烯氰、聚氯乙烯的等用含水系统的挤压制作完成的热塑管道,还有利用玻璃纤维增强聚酯等制成的热固塑料管。这些非金属材料的耐腐蚀性能都非常强。还有一些人通过硅酸盐水泥、石棉纤维来制作水泥石棉管道,此类管道具有一定的易碎性,所以适用范围较窄。这些非金属管道质量好、耐腐蚀性强,一旦安装就可以省去其他防护措施。然而这些非金属管道运输过程中容易出现碰撞现象,从而导致管道损坏,而且这些非金属管道的抗压和抗震能力也比较差。油气长输管道内部涂层或衬里也能够对管道内腐蚀问题进行妥善处理,其中合金衬里和塑料涂层比较常见。塑料内涂层管道的连接其防腐保护作用很值得称道。塑料衬里管道有水泥灌浆衬里、粘结衬里等方式。水泥衬里管道主要成分是混凝土,其制作方法是离心法。这种水泥衬里的制作成本优势比较明显,但是用这种防腐蚀方式完成的管道有一个非常明显的缺点,那就是这种管道的重量很大,管道内径也别其他管道小很多,焊接工作更是无法进行。
        3油气长输管道腐蚀的防治措施
        3.1应用化学缓蚀剂
        油气长输管道内部受到油气水的多相物影响,H2S,CO2对油气长输管道内部的腐蚀较为严重,应用化学缓蚀剂主要是实现腐蚀的抑制作用。化学缓蚀剂的种类比较多,针对海底管道的腐蚀特点,研发出一种化学缓蚀剂,由脂肪酸10%~40%;季铵化试剂5%~30%;复配体5%~15%;硼酸0.5%~6%;多乙烯多胺10%~30%和有机溶剂10%~25%组成的液体,有着不沉积、流动性能好的特征,该液体的缓蚀率可达到94.44%。通过泵注也不会堵塞管道。
        3.2加强管道施工质量的控制
        ①管道本身的性能和材质对其抗腐蚀能力影响较大,在管道材料选择时,应选择抗腐蚀性、抗磨损性好的管材,在施工中应严把管道质量关,进行专业化的质量检测,以避免管道质量出现问题;②油气长输管道如果是深埋地下,在实际的施工中,首先是开沟作业,然后再下放管道,在下放之前,要彻底清理沟中的大颗粒物,防止破坏管道上的保护层;③实施管道施工的全过程监管,对每个环节都进行严格的施工质量检验,以确保施工质量达到施工设计的要求,比如,在焊接环节,焊接如果出现质量问题,会使焊缝的密封性不够,水会渗入缝中,侵蚀焊缝位置的钢管,形成腐蚀问题,应在这一环节进行严格的质量检测,以避免出现腐蚀问题。
        3.3管道应力核算
        在对油气长输管道的铺设进行前期规划时,需要全面考虑管道所在地区的客观环境,其包括地形地貌、河流分布、气候特征及电气化铁路布局等信息,在全面收集相关资料的基础上,对管道走向进行合理规划,确保其与上述各要素互不干扰。其次,要注意对管道材料的质量把控,工作人员要合理选择管线钢,为了排除管道本身存在的质量隐患,应该在开展室内实验的同时对不同管径的管道进行应力核算,明确管道的拐点架空、法兰盘连接状况,以此达到消除应力的目的,以避免因设计不当引起应力损坏问题。
        结束语
        在这几年的发展中,我国对石油的需求越来越高,必须要重视油气长输中的腐蚀问题,根据管道腐蚀机理的不同采取针对性的解决措施,提高管道长输的稳定性,保障油气长输工作开展的有序性。
        参考文献
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