管道線路緊急截斷閥的腐蝕問題

1、管道線路緊急截斷閥的腐蝕問題 內(nèi)容來源自網(wǎng)絡在長輸油氣管道干線上，每間隔一定距離或在 管道通過特殊地段時必須安裝一個緊急截斷閥（配置氣液聯(lián)動執(zhí)行機構），以便于管道維修或 在發(fā)生故障時避免事故擴大。1管道截斷閥腐蝕原因分析1.1截斷閥和管道連接段未設置絕在長輸油氣管道干線上，每間隔一定距離或在管道通過特殊地段時必須安裝一個緊急截斷閥 （配置氣液聯(lián)動執(zhí)行機構），以便于管道維修或在發(fā)生故障時避免事故擴大。1. 管道截斷閥腐蝕原因分析1.1. 截斷閥和管道連接段未設置絕緣接頭2003年10月，西氣東輸豫皖管理處所轄從太行山麓至滁河東岸近700km管道中有近60km管道陰極保護數(shù)據(jù)異常。臨近陰極保護站實

2、測恒電位儀的給定電位為-1.3V ，通電電位為-2003 年 11 月 21 日）1.29V，保護電流為4A，但在臨近線路截斷閥室測試樁的測量電位降幅明顯偏大，相對于飽 和Cu/CuSO4參比電極，測量電位甚至低于 -0.85V （表1 ）。表1西氣東輸豫皖管理處部分管段保護電位測試數(shù)據(jù)（測試時間:注：臨近陰極保護站給定電位-1.3V ，通電電位-1.29V ，保護電流4A。西氣東輸豫皖段線路緊急截斷閥采用直埋式焊接閥，該閥通過壓力傳感器如若檢測到主管道壓 降速率、高壓值、低壓值三者中任一值達到設定值，其執(zhí)行機構即觸發(fā)關閥指令，自動完成閥 門關閉動作。該閥體積龐大，采用環(huán)氧樹脂作為外防腐涂層，

3、涂層厚度為0.10.3mm。在運輸和施工過程中，土方回填和其它外力作用都可能破壞環(huán)氧樹脂防腐涂層。另外，管道干線均 未設置絕緣接頭將線路緊急截斷閥和干線實施電隔離，陰極保護電流在緊急截斷閥防腐涂層破 壞處流出，并在該閥附近半徑為30300m范圍內(nèi)的土壤處形成約-0。 1-0.5V 的陰極電位電場，造成部分臨近閥室管道保護電位低于-0.85V （圖1 ）。圖1西氣東輸豫皖段線路緊急截斷閥閥室工藝流程1.2. 截斷閥閥體和絕緣接頭相鄰管道無陰極保護2009年4月，在中滄輸氣管道和冀寧管道進行連接施工過程中，對恩城閥室開挖發(fā)現(xiàn)，線路 緊急截斷閥閥體和鄰近的焊接管道腐蝕較嚴重，部分腐蝕點深度超過1mm

4、。該閥室線路緊急截斷閥于2001年3月安裝，采用直埋式焊接閥，閥體采用環(huán)氧樹脂作為外防腐涂層，臨近管道 采用3PE作為防腐層，閥體上下游 5m處管段設置絕緣接頭，避免了陰極保護電流的流失。但 是在閥體和絕緣接頭相鄰側10m處，管道存在無陰極保護狀況。截斷閥閥體材料為含鉻較多的合金鋼，該材料的電極電位比管道干線管材偏正0。10。15V，因此截斷閥閥體和管道形成了一個電偶腐蝕電池，管道作為陽極腐蝕加速，而閥體作為陰極受到了保護（圖2 ）。圖2中滄輸氣管道恩城閥室工藝流程2. 防腐措施2.1.對截斷閥閥體進行加強級防腐絕緣針對西氣東輸豫皖段線路緊急截斷閥和管道連接未設置絕緣接頭的情況，對截斷閥閥體進

5、行加 強級防腐絕緣?？紤]到閥體的不規(guī)則性和野外施工土方回填的實際情況，采用四油三布環(huán)氧樹 脂中堿玻璃絲布貼面作防腐層。實踐表明：采用該方案改造后，豫皖段線路緊急截斷閥存在的 陰極保護電流流失現(xiàn)象得到了控制，管道保護電位恢復到 -0.9V 以上（表2）。2004 年 11 月 21 日）表2西氣東輸豫皖管理處部分管段保護電位測試數(shù)據(jù)（測試時間:注：臨近陰極保護站給定電位-1.2V ，通電電位-1.19V ，保護電流1.5A 。2.2. 設置加強級防腐絕緣和犧牲陽極保護相結合針對中滄線個另熾路緊急截斷閥臨近管道加速腐蝕的情況，對線路緊急截斷閥閥體進行加強級 防腐絕緣，并設置一組犧牲陽極保護，且參考

6、文獻的技術要求對犧牲陽極進行設計和施工。改 造后，于2009年6月測得管道保護電位為-0.93V ，滿足了管道陰極保護的技術要求。3. 問題和建議TEG強制電流陰極保護方法已廣泛使用于長輸管道的腐蝕預防和控制，但在實際生產(chǎn)過程中，管道 陰極保護電流的流失會造成管道陰極保護性能下降，原因之一是管道干線雖然采用了防腐效果 可靠的3PE作為外防腐材料，但是像線路緊急截斷閥、放空閥及放空管等外部連接設備的防 腐質(zhì)量良莠不齊，造成了長輸管道整體陰極保護效果差異很大，甚至影響了陰極保護設備的正 常投用。建議在進行主管道陰極保護設計時，針對引進的國外設備（如線路緊急截斷閥， 熱電發(fā)生器等）對主管道陰極保護電

7、流可能造成的影響，提出相應的技術要求；同時對引進的 國外設備廠家提供的設備技術性能參數(shù)進行甄別，對達不到使用要求的設備，提出整改意見。采購前閥門選型的步驟和依據(jù):在流體管道系統(tǒng)中，閥門是控制元件，其主要作用是隔離設備和管道系統(tǒng)、調(diào)節(jié)流量、防止回 流、調(diào)節(jié)和排泄壓力。由于管道系統(tǒng)選擇最適合的閥門顯得非常重要，所以，了解閥門的特性 及選擇閥門的步驟和依據(jù)也變得至關重要起來。閥門行業(yè)到目前為止，已能生產(chǎn)種類齊全的閘閥、截止閥、節(jié)流閥、旋塞閥、 球閥、電動閥、隔膜閥、止回閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥和緊急切斷閥等12大類、3000多個型號、4000多個規(guī)格的閥門產(chǎn)品；最高工作壓力為600MPa，最大

8、公稱通徑達5350mm，最高工作溫度為 1200 C,最低工作溫度為-196 C,適用介質(zhì)為水、蒸汽、油品、天 然氣、強腐蝕性介質(zhì)（如濃硝酸、中濃度硫酸等）、易燃介質(zhì)（如笨、乙烯等）、有毒介質(zhì)（如硫化氫）、易爆介質(zhì)及帶放射性介質(zhì)（金屬鈉、-回路純水等）。閥門承壓件材質(zhì)鑄銅、鑄鐵、球墨鑄鐵、咼硅鑄鐵、鑄鋼、鍛鋼、咼、低合 金鋼、不銹耐酸鋼、哈氏合金、因科鎳爾、蒙乃爾合金、雙相不銹鋼、鈦合金等。并且能夠生 產(chǎn)各種電動、氣動、液動閥門驅(qū)動裝置。面對如此眾多的閥門品種和如此復雜的各種工況，要 選擇管道系統(tǒng)最適合安裝的閥門產(chǎn)品，我以為，首先應了解閥門的特性；其次應掌握選擇閥門 的步驟和依據(jù)；再者應遵循選

9、擇閥門的原則。1 閥門的特性一般有兩種，使用特性和結構特性。使用特性：它確定了閥門的主要使用性能和使用范圍，屬于閥門使用特性的 有：閥門的類別（閉路閥門、調(diào)節(jié)閥門、安全閥門等）；產(chǎn)品類型（閘閥、截止閥、蝶閥、球 閥等）；閥門主要零件（閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、密封面）的材料；閥門傳動方式等。結構 特性:它確定了閥門的安裝、維修、保養(yǎng)等方法的一些結構特性，屬于結構特性的有：閥門的 結構長度和總體高度、和管道的連接形式（法蘭連接、螺紋連接、夾箍連接、外螺紋連接、焊 接端連接等）；密封面的形式（鑲圈、螺紋圈、堆焊、噴焊、閥體本體）；閥桿結構形式（旋 轉(zhuǎn)桿、升降桿）等。2 選擇閥門的步驟和依據(jù)大體如下:

10、選擇步驟1. 明確閥門在設備或裝置中的用途，確定閥門的工作條件：適用介質(zhì)、工 作壓力、工作溫度等等。2. 確定和閥門連接管道的公稱通徑和連接方式：法蘭、螺紋、焊接等。3. 確定操作閥門的方式：手動、電動、電磁、氣動或液動、電氣聯(lián)動或電 液聯(lián)動等。4. 根據(jù)管線輸送的介質(zhì)、工作壓力、工作溫度確定所選閥門的殼體和內(nèi)件 的材料：灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、不銹耐酸鋼、 銅合金等。5. 確定閥門的型式：閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、節(jié)流閥、安全閥、減壓 閥、蒸汽疏水閥、等。6. 確定閥門的參數(shù)：對于自動閥門，根據(jù)不同需要先確定允許流阻、排放 能力、背壓等，再確定管道的公稱通徑和閥座孔的直徑

11、。7. 確定所選用閥門的幾何參數(shù)：結構長度、法蘭連接形式及尺寸、開啟和關閉后閥門高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸和數(shù)量、整個閥門外型 尺寸等。8. 禾U用現(xiàn)有的資料：閥門產(chǎn)品目錄、閥門產(chǎn)品樣本等選擇適當?shù)拈y門產(chǎn)品。（2選擇閥門的依據(jù)在了解掌握選擇閥門步驟的同時，還應進一步了解選擇閥門 的依據(jù)。1. 所選用閥門的用途、使用工況條件和操縱控制方式。2. 工作介質(zhì)的性質(zhì)：工作壓力、工作溫度、腐蝕性能，是否含有固體顆粒， 介質(zhì)是否有毒，是否是易燃、易爆介質(zhì)，介質(zhì)的黏度等等。3. 對閥門流體特性的要求：流阻、排放能力、流量特性、密封等級等等。4. 安裝尺寸和外形尺寸要求：公稱通徑、和管道的連接方式和連接

12、尺寸、外形尺寸或重量限制等。對閥門產(chǎn)品的可靠性、使用壽命和電動裝置 的防爆性能等的附加要求。（在選定參數(shù)時應注意：如果閥門要用于控 制目的，必須確定如下額外參數(shù)：操作方法、最大和最小流量要求、正 常流動的壓力降、關閉時的壓力降、閥門的最大和最小進口壓力。）根 據(jù)上述選擇閥門的依據(jù)和步驟，合理、正確地選擇閥門時還必須對各種 類型閥門的內(nèi)部結構進行詳細了解，以便能對優(yōu)先選用的閥門做出正確 的抉擇。管道的最終控制是閥門。閥門啟閉件控制著介質(zhì)在管道內(nèi)的流 束方式，閥門流道的形狀使閥門具備一定的流量特性，在選擇管道系統(tǒng) 最適合安裝的閥門時必須考慮到這一點。如下為選擇閥門應遵循的原則：（1截止和開放介質(zhì)用

13、的閥門流道為直通式的閥門，其流阻較小，通常選擇作為 截止和開放介質(zhì)用的閥門。向下閉合式閥門（截止閥、柱塞閥）由于其流道曲折，流阻比其他 閥門高，故較少選用。在允許有較高流阻的場合，可選用閉合式閥門。（2控制流量用的閥門通常選擇易于調(diào)節(jié)流量的閥門作為控制流量用。向下閉合 式閥門（如截止閥）適于這一用途，因為它的閥座尺寸和關閉件的行程之間成正比關系。旋轉(zhuǎn) 式閥門（旋塞閥、蝶閥、球閥）和撓曲閥體式閥門（夾緊閥、隔膜閥）也可用于節(jié)流控制，但 通常只能在有限的閥門口徑范圍內(nèi)適用。閘閥是以圓盤形閘板對圓形閥座口做橫切運動，它只 有在接近關閉位置時，才能較好地控制流量，故通常不用于流量控制。（3換向分流用的

14、閥門根據(jù)換向分流的需要，這種閥門可有三個或更多的通道。 旋塞閥和球閥較適用于這一目的，因此，大部分用于換向分流的閥門都選取這類閥門中的一種。 但是在有些情況下，其他類型的閥門，只要把兩個或更多個閥門適當?shù)叵嗷ミB接起來，也可作 換向分流用。帶有懸浮顆粒的介質(zhì)用閥門當介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時，最適于采用其關閉件沿 密封面的滑動帶有擦拭作用的閥門。如果關閉件對閥座的來回運動是豎直的，那末就可能夾持 顆粒，因此這種閥門除非密封面材料可以允許嵌入顆粒，否則只適用于基本清潔的介質(zhì)。球閥 和旋塞閥在啟閉過程中對密封面均有擦拭作用，故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質(zhì)中。目前，無論在石油、化工，還是在別的行業(yè)的管道系統(tǒng)，閥門使用、操作頻率和服務千變?nèi)f化，要控制 或杜絕那怕是低微的泄漏，最重要、最關鍵的設備還數(shù)閥門。管道的最終控制是閥門，閥門在 各個領域的服務和可靠表現(xiàn)是獨一無二的。采購后閥門檢查及維修保養(yǎng)閥門維修保養(yǎng)不及時，造成閥門失修滲漏或開關不靈；閥門未定期檢修試壓，甚至使用