油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道腐蝕問(wèn)題

1、油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道腐蝕問(wèn)題能源問(wèn)題，特別是石油問(wèn)題，是關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的重大戰(zhàn)略問(wèn)題。而其中的油氣儲(chǔ)運(yùn)的建設(shè)及發(fā)展更是這一戰(zhàn)略順利實(shí)施的重中之重。西氣東輸和南油北運(yùn)等大批工程項(xiàng)目的投產(chǎn)使用使得油氣的消費(fèi)深人到千家萬(wàn)戶，而我國(guó)油品市場(chǎng)的逐步開(kāi)放，也使得油氣儲(chǔ)運(yùn)將成為社會(huì)各界的關(guān)注焦點(diǎn)和投資重點(diǎn)，更成為國(guó)家未來(lái)能源發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的管道防腐問(wèn)題是關(guān)系到能源輸送順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)，因此，深人研究在此過(guò)程中的管道技術(shù)具有重大的戰(zhàn)略及現(xiàn)實(shí)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(huì)造成管道的腐蝕、穿孔、泄

2、漏，給企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失，給公眾和環(huán)境帶來(lái)危害。我國(guó)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(jiàn)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(lái)的材料、人力上的浪費(fèi)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(lái)越受到人們的重視。一、油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中管道腐蝕的主要原因綜合國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用實(shí)踐可知，油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中管道發(fā)生腐蝕主要有三個(gè)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(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的溫度及外界環(huán)境的溫度。管道敷設(shè)深度是影響油氣溫度

3、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(guò)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(duì)其影響較大。一般的，對(duì)準(zhǔn)確評(píng)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?yàn)橛蜌庵形镔|(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(huì)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(shí)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)致陰極保護(hù)電流屏障、防腐層

4、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(huì)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(shuō)來(lái)，金屬的化學(xué)穩(wěn)定性越高，抗腐蝕的能力越強(qiáng)。2、合金成分的影響金屬中的合金元素對(duì)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(shí)，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?yàn)榇植诒矶墒顾拔酃妇鄯e，且生成的鈍化膜小致密均勻，易受破壞_致使金屬腐蝕。Z二、管道腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)技

5、術(shù)目前油氣儲(chǔ)運(yùn)埋地管道常用的外防腐檢測(cè)力法有以下幾種:（一）、變頻一選頻法這種檢測(cè)力法優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用力便，小受測(cè)量管段外有分支或絕緣法蘭的影響小需要斷開(kāi)陰極保護(hù)電源，而且能夠測(cè)試很長(zhǎng)距離內(nèi)管道的腐蝕情況，能夠?qū)y(cè)量管段進(jìn)行絕緣層電阻的綜合評(píng)價(jià)缺點(diǎn)就是只能測(cè)有限距離管線的防腐層絕緣電阻值，無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)破損點(diǎn)的位置進(jìn)行定位。（二）、人體電容法這種檢測(cè)力法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)速度快，能準(zhǔn)確檢測(cè)到破損點(diǎn)，是否有陰極保護(hù)對(duì)測(cè)試沒(méi)有影響，測(cè)試效率較高缺點(diǎn)是對(duì)測(cè)試人員的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)要求較高，并且因信號(hào)傳輸距離有限，需要小斷更換發(fā)射點(diǎn)的位置。(三)、dcvg-cipMDCVG(DirectCurrentVoltageGra

6、dient)是直流電位梯度的英文簡(jiǎn)稱，通常用于管道防腐層完整性評(píng)價(jià)其原理為:一個(gè)直流信號(hào)加陰極保護(hù)信號(hào)，加載到管道之上后，當(dāng)管道的防腐層存在破損時(shí)，電流通過(guò)管道破損點(diǎn)向土壤中流去。由于土壤的電阻存在，在破損點(diǎn)周圍的土壤中電位梯度就隨之形成，在接近破損點(diǎn)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(CloseIntervalPotentialSurvey)是近間距管對(duì)地電位測(cè)量的英文簡(jiǎn)稱，其原理為在管道上測(cè)量埋地管道的管地電位沿管道的變化，在有陰極保護(hù)的管道上，測(cè)量時(shí)能得到兩種管地電位:-是，陰極保護(hù)系統(tǒng)電源開(kāi)時(shí)的管地電位;一是，陰

7、極保護(hù)電源瞬時(shí)關(guān)時(shí)的管地電位通過(guò)對(duì)全線管地電位數(shù)據(jù)處理與變化趨勢(shì)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(hù)是否有效，確定管線陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)的分布及可能正在發(fā)生腐蝕的位置，評(píng)估陽(yáng)極區(qū)的腐蝕狀態(tài)，測(cè)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(diǎn)是檢測(cè)準(zhǔn)確，受外界干擾小缺點(diǎn)是需要陰極保護(hù)電流，只有在有陰極保護(hù)設(shè)施的管線上才能達(dá)到較好的檢測(cè)結(jié)果。(四)、PCMtePCM(PipclineCurrentMapping)的意思是管中電流繪制這種萬(wàn)法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)力法簡(jiǎn)單，需要人員少，小受管線中是否有支管的影響缺點(diǎn)就是測(cè)試距離短，而且受到季節(jié)的影響，在凍土季節(jié)難

8、于檢測(cè)管道內(nèi)腐蝕在線檢測(cè)技術(shù)有電阻法（ER）,滲氫監(jiān)測(cè)法、線性極化法等。三、我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中管道防腐技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀近年來(lái)，我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)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(gè)方面。（一）、油氣管道防腐層技術(shù)最近，我國(guó)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(jìn)一步擴(kuò)展。例如，在西氣東輸和陜京線等國(guó)家重點(diǎn)油氣工程項(xiàng)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COZffiHZS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(wèn)題，在積

9、水管道的位置更是常出現(xiàn)管道開(kāi)裂現(xiàn)象。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)油氣管道內(nèi)部防腐問(wèn)題進(jìn)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(guò)在油氣管網(wǎng)中建立的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的全天候監(jiān)測(cè)，加上一系列切實(shí)可行的檢測(cè)評(píng)價(jià)，實(shí)踐證明，該防腐技術(shù)對(duì)擬制油氣管道內(nèi)壁防腐問(wèn)題具有較好的效果。（三）、防腐層及陰極保護(hù)等防腐技術(shù)的綜合運(yùn)用我國(guó)油氣管道的防腐材料較多的運(yùn)用了防腐層及陰極保護(hù)等綜合防腐技術(shù)，實(shí)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(hù)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(hù)技術(shù)，其工作原理為:組成陰極保護(hù)系統(tǒng)的電池陽(yáng)極即為氧化反應(yīng)較為明顯的一極，這在一定程度上

10、就擬制了陰極被保護(hù)金屬的化學(xué)腐蝕，亦即犧牲陽(yáng)極或者外加帶能源來(lái)達(dá)到增加金屬構(gòu)件的負(fù)電位的目的，從而預(yù)防被保護(hù)金屬腐蝕。需要指出的是，實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)必須具備兩個(gè)條件:具有陽(yáng)極和與之對(duì)應(yīng)的陰極；陰極和陽(yáng)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(jiàn)的陰極保護(hù)技術(shù)主要有三種:附加電流法；犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法：排流保護(hù)法，這種方法又分為直接排流、極性排流和強(qiáng)制排流等不種方法?？傊鉀Q油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的管道防腐問(wèn)題需要從多方面下手，結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面:材料選擇。選擇管道材料應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其焊接性、韌性和強(qiáng)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(dú)特的相適應(yīng)的土壤和施工條件，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)依據(jù)工程實(shí)際選擇適宜的管道和防腐材料