油氣儲運中的管道腐蝕問題-2019年文檔

1、油氣儲運中的管道腐蝕問題能源問題，特別是石油問題，是關(guān)系到我國經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的重大戰(zhàn)略問題。而其中的油氣儲運的建設(shè)及發(fā)展更是這一戰(zhàn)略順利實施的重中之重。西氣東輸和南油北運等大批工程項目的投產(chǎn)使用使得油氣的消費深人到千家萬戶，而我國油品市場的逐步開放，也使得油氣儲運將成為社會各界的關(guān)注焦點和投資重點， 更成為國家未來能源發(fā)展的戰(zhàn)略重點。油氣儲運過程中的管道防腐問題是關(guān)系到能源輸送順利進行的重要環(huán)節(jié)，因此， 深人研究在此過程中的管道技術(shù)具有重大的戰(zhàn)略及現(xiàn)實意義。由于受到土壤中酸、堿、鹽以及地下水等的作用，石油、天然氣埋地管道的腐蝕難以避免、管道防腐層的破損、剝離和老化等，會造成管道的腐蝕、穿孔

2、、泄漏，給企業(yè)帶來嚴(yán)重的財產(chǎn)損失， 給公眾和環(huán)境帶來危害。我國的地下油氣管線投產(chǎn)1-2 年后即發(fā)生腐蝕穿孔的情況屢見不鮮，它不僅造成因穿孔而引起的油、氣損失，以及由于維修帶來的材料、人力上的浪費和停工停產(chǎn)造成的損失，而且還可能因腐蝕引起火災(zāi)。為防止此類事故的發(fā)生，管道防腐技術(shù)越來越受到人們的重視。一、油氣儲運過程中管道腐蝕的主要原因綜合國內(nèi)外的應(yīng)用實踐可知，油氣儲運過程中管道發(fā)生腐蝕主要有三個方面的原因: 外界因素; 油氣性質(zhì); 防腐措施。（一）、外界因素所謂外界因素，即指油氣管道的周圍環(huán)境因素和介質(zhì)的性質(zhì)，其中影響較大的因素主要有：溫度，即指油氣儲運過程中的溫度及外界環(huán)境的溫度。管道敷設(shè)深度

3、是影響油氣溫度的主要原因，一般的，隨著溫度逐漸上升，腐蝕速度也逐漸加快;介質(zhì)的物理性狀，即指地下水位的變化和土壤的水分變化等;施工因素，即指管道施工過程中施工人員是否嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)等;介質(zhì)的腐蝕性，土壤性質(zhì)和微生物性質(zhì)對其影響較大。一般的，對準(zhǔn)確評定管道周圍土壤的腐蝕性極為困難。（二）、油氣性質(zhì)這主要是因為油氣中物質(zhì)具有一定的氧化性（如硫酸氫）， 加之C02等氣體在液體中具有酸性， 將會導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生， 破 壞金屬晶格，從而腐蝕油氣管道內(nèi)壁。（三）、防腐措施實踐表明，防腐層失效是導(dǎo)致油氣管道腐蝕的主要原因。其中， 防腐層剝離即使一種嚴(yán)重的防腐失效情況，即指防腐層和管道表面間出現(xiàn)一定空間從而導(dǎo)致

4、陰極保護電流屏障、防腐層破壞最終引起管道腐蝕。另外，防腐層出現(xiàn)穿孔、劈裂或破裂均會導(dǎo)致滾到腐蝕。（四）、金屬材料因素1、金屬的化學(xué)穩(wěn)定性金屬耐腐蝕性的好壞，首先與金屬的化學(xué)穩(wěn)定性有關(guān)一般說來，金屬的化學(xué)穩(wěn)定性越高，抗腐蝕的能力越強。2、合金成分的影響金屬中的合金元素對其耐腐蝕性也有一定影響一般而言，單 相合金比多相合金具有較好的耐腐蝕性這是由于多相合金存在化學(xué)和物理的小均勻性，在與電解液接觸時，具有小同的電位，在表而上形成腐蝕微電池。3、金屬表而狀態(tài)的影響在大多數(shù)情況下，加工粗糙小光滑的表而比磨光的金屬表而易受腐蝕因為粗糙表而可使水及污垢聚積，且生成的鈍化膜小致密均勻，易受破壞_致使金屬腐蝕。

5、Z二、管道腐蝕檢測與評價技術(shù)目前油氣儲運埋地管道常用的外防腐檢測力法有以下幾種:（一）、變頻一選頻法這種檢測力法優(yōu)點是現(xiàn)場應(yīng)用力便，小受測量管段外有分支或絕緣法蘭的影響小需要斷開陰極保護電源，而且能夠測試很長距離內(nèi)管道的腐蝕情況，能夠?qū)y量管段進行絕緣層電阻的綜合評價缺點就是只能測有限距離管線的防腐層絕緣電阻值，無法準(zhǔn)確對破損點的位置進行定位。（二）、人體電容法這種檢測力法的優(yōu)點是檢測速度快，能準(zhǔn)確檢測到破損點，是否有陰極保護對測試沒有影響，測試效率較高缺點是對測試人員的檢測經(jīng)驗要求較高，并且因信號傳輸距離有限，需要小斷更換發(fā)射點的位置。(三)、dcvg-cipMDCVG(Direct Cur

6、rent Voltage Gradient) 是直流電位梯度的英文簡稱，通常用于管道防腐層完整性評價其原理為: 一個直流信號加陰極保護信號，加載到管道之上后，當(dāng)管道的防腐層存在破損時，電流通過管道破損點向土壤中流去。由于土壤的電阻存在， 在破損點周圍的土壤中電位梯度就隨之形成，在接近破損點的部位電位梯度增大，電流密度也隨之增大，一般情況下，破損而積越大，電流密度也越大，電壓梯度也就越大;CIPS ( CloseInterval Potential Survey) 是近間距管對地電位測量的英文簡稱，其原理為在管道上測量埋地管道的管地電位沿管道的變化，在有陰極保護的管道上，測量時能得到兩種管地電位

7、:- 是， 陰極保護系統(tǒng)電源開時的管地電位; 一是，陰極保護電源瞬時關(guān)時的管地電位通過對全線管地電位數(shù)據(jù)處理與變化趨勢分析，了解管道防腐層的總體質(zhì)量狀況，判斷出防腐層的狀況和陰極保護是否有效， 確定管線陰極區(qū)、陽極區(qū)的分布及可能正在發(fā)生腐蝕的位置，評估陽極區(qū)的腐蝕狀態(tài)，測定雜散電流分布情況，判定雜散電流干擾的區(qū)域及雜散電流干擾源這種力法的優(yōu)點是檢測準(zhǔn)確，受外界干擾小缺點是需要陰極保護電流，只有在有陰極保護設(shè)施的管線上才能達到較好的檢測結(jié)果。(四)、PCMtePCM(Pipcline Current Mapping) 的意思是管中電流繪制這種萬法的優(yōu)點是檢測力法簡單，需要人員少，小受管線中是否有

8、支管的影響缺點就是測試距離短，而且受到季節(jié)的影響，在凍土季節(jié)難于檢測管道內(nèi)腐蝕在線檢測技術(shù)有電阻法（ER）, 滲氫監(jiān)測法、線性極化法等。三、我國油氣儲運過程中管道防腐技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀近年來， 我國油氣儲運管道的建設(shè)迅猛，其防腐技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。（一）、油氣管道防腐層技術(shù)最近，我國油氣管道防腐層技術(shù)（如煤焦油瓷漆、三層聚乙烯和熔結(jié)環(huán)氧等管道涂層技術(shù)） 取得了明顯的發(fā)展，其應(yīng)用的范圍得到了進一步擴展。例如， 在西氣東輸和陜京線等國家重點油氣工程項目中即采用了三層聚乙烯的防腐層技術(shù)，并取得了較好的效果。（二）、油氣管道內(nèi)部防腐技術(shù)一般而言，經(jīng)油氣管道輸送的天然氣中大多含有CO

9、Zffi HZS等腐蝕性介質(zhì)，從而導(dǎo)致管道內(nèi)壁出現(xiàn)較嚴(yán)重的腐蝕問題，在積水管道的位置更是常出現(xiàn)管道開裂現(xiàn)象。目前， 國內(nèi)對油氣管道內(nèi)部防腐問題進行了較深人的研究，取得一定的成果，例如西南油氣田分公司則研發(fā)了一種新型的油氣管道緩蝕劑，通過在油氣管網(wǎng)中建立的在線監(jiān)測系統(tǒng)的全天候監(jiān)測，加上一系列切實可行的檢測評價，實踐證明，該防腐技術(shù)對擬制油氣管道內(nèi)壁防腐問題具有較好的效果。（三）、防腐層及陰極保護等防腐技術(shù)的綜合運用我國油氣管道的防腐材料較多的運用了防腐層及陰極保護等綜合防腐技術(shù)，實踐表明該技術(shù)具有較好的效果。與防腐涂層技術(shù)不同，陰極保護是一種基于電化學(xué)腐蝕原理且效果突出的電化學(xué)保護技術(shù)，其工作原

10、理為: 組成陰極保護系統(tǒng)的電池陽極即為氧化反應(yīng)較為明顯的一極，這在一定程度上就擬制了陰極被保護金屬的化學(xué)腐蝕，亦即犧牲陽極或者外加帶能源來達到增加金屬構(gòu)件的負(fù)電位的目的，從而預(yù)防被保護金屬腐蝕。需要指出的是，實現(xiàn)陰極保護必須具備兩個條件: 具有陽極和與之對應(yīng)的陰極；陰極和陽極之間應(yīng)具有水或者土壤等電介質(zhì)，亦即兩極之間應(yīng)當(dāng)存在電導(dǎo)通路。常見的陰極保護技術(shù)主要有三種:附加電流法；犧牲陽極的陰極保護法：排流保護法，這種方法又分為直接排流、極性排流和強制排流等不種方法?？傊?， 解決油氣儲運過程中的管道防腐問題需要從多方面下手，結(jié)合多年實踐經(jīng)驗，筆者認(rèn)為應(yīng)重點關(guān)注以下幾方面: 材料選擇。選擇管道材料應(yīng)重點關(guān)注其焊接性、韌性和強度等; 選擇防腐材料則應(yīng)關(guān)注其粘合性、透水性、絕緣性、耐土壤腐蝕性和土壤應(yīng)力等。一般而言，防腐材料不同，油氣管道特性也不同，因而具有獨特的相適應(yīng)的土壤和施工條件，因此， 在實際應(yīng)用過程中， 應(yīng)依據(jù)工程實際選擇適宜的管道和防腐材料。