管道線路緊急截?cái)嚅y的腐蝕問(wèn)題

1、管道線路緊急截?cái)嚅y的腐蝕問(wèn)題 內(nèi)容來(lái)源自網(wǎng)絡(luò)在長(zhǎng)輸油氣管道干線上，每間隔一定距離或在 管道通過(guò)特殊地段時(shí)必須安裝一個(gè)緊急截?cái)嚅y（配置氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)），以便于管道維修或 在發(fā)生故障時(shí)避免事故擴(kuò)大。1管道截?cái)嚅y腐蝕原因分析1.1截?cái)嚅y和管道連接段未設(shè)置絕在長(zhǎng)輸油氣管道干線上，每間隔一定距離或在管道通過(guò)特殊地段時(shí)必須安裝一個(gè)緊急截?cái)嚅y （配置氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)），以便于管道維修或在發(fā)生故障時(shí)避免事故擴(kuò)大。1. 管道截?cái)嚅y腐蝕原因分析1.1. 截?cái)嚅y和管道連接段未設(shè)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?xùn)|岸近700km管道中有近60km管道陰極保護(hù)數(shù)據(jù)異常。臨近陰極保護(hù)站實(shí)

2、測(cè)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(hù)電流為4A，但在臨近線路截?cái)嚅y室測(cè)試樁的測(cè)量電位降幅明顯偏大，相對(duì)于飽 和Cu/CuSO4參比電極，測(cè)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(hù)電位測(cè)試數(shù)據(jù)（測(cè)試時(shí)間:注：臨近陰極保護(hù)站給定電位-1.3V ，通電電位-1.29V ，保護(hù)電流4A。西氣東輸豫皖段線路緊急截?cái)嚅y采用直埋式焊接閥，該閥通過(guò)壓力傳感器如若檢測(cè)到主管道壓 降速率、高壓值、低壓值三者中任一值達(dá)到設(shè)定值，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)即觸發(fā)關(guān)閥指令，自動(dòng)完成閥 門(mén)關(guān)閉動(dòng)作。該閥體積龐大，采用環(huán)氧樹(shù)脂作為外防腐涂層，

3、涂層厚度為0.10.3mm。在運(yùn)輸和施工過(guò)程中，土方回填和其它外力作用都可能破壞環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂層。另外，管道干線均 未設(shè)置絕緣接頭將線路緊急截?cái)嚅y和干線實(shí)施電隔離，陰極保護(hù)電流在緊急截?cái)嚅y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(chǎng)，造成部分臨近閥室管道保護(hù)電位低于-0.85V （圖1 ）。圖1西氣東輸豫皖段線路緊急截?cái)嚅y閥室工藝流程1.2. 截?cái)嚅y閥體和絕緣接頭相鄰管道無(wú)陰極保護(hù)2009年4月，在中滄輸氣管道和冀寧管道進(jìn)行連接施工過(guò)程中，對(duì)恩城閥室開(kāi)挖發(fā)現(xiàn)，線路 緊急截?cái)嚅y閥體和鄰近的焊接管道腐蝕較嚴(yán)重，部分腐蝕點(diǎn)深度超過(guò)1mm

4、。該閥室線路緊急截?cái)嚅y于2001年3月安裝，采用直埋式焊接閥，閥體采用環(huán)氧樹(shù)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(shè)置絕緣接頭，避免了陰極保護(hù)電流的流失。但 是在閥體和絕緣接頭相鄰側(cè)10m處，管道存在無(wú)陰極保護(hù)狀況。截?cái)嚅y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?cái)嚅y閥體和管道形成了一個(gè)電偶腐蝕電池，管道作為陽(yáng)極腐蝕加速，而閥體作為陰極受到了保護(hù)（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(duì)截?cái)嚅y閥體進(jìn)行加強(qiáng)級(jí)防腐絕緣針對(duì)西氣東輸豫皖段線路緊急截?cái)嚅y和管道連接未設(shè)置絕緣接頭的情況，對(duì)截?cái)嚅y閥體進(jìn)

5、行加 強(qiáng)級(jí)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(shí)際情況，采用四油三布環(huán)氧樹(shù) 脂中堿玻璃絲布貼面作防腐層。實(shí)踐表明：采用該方案改造后，豫皖段線路緊急截?cái)嚅y存在的 陰極保護(hù)電流流失現(xiàn)象得到了控制，管道保護(hù)電位恢復(fù)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(hù)電位測(cè)試數(shù)據(jù)（測(cè)試時(shí)間:注：臨近陰極保護(hù)站給定電位-1.2V ，通電電位-1.19V ，保護(hù)電流1.5A 。2.2. 設(shè)置加強(qiáng)級(jí)防腐絕緣和犧牲陽(yáng)極保護(hù)相結(jié)合針對(duì)中滄線個(gè)另熾路緊急截?cái)嚅y臨近管道加速腐蝕的情況，對(duì)線路緊急截?cái)嚅y閥體進(jìn)行加強(qiáng)級(jí) 防腐絕緣，并設(shè)置一組犧牲陽(yáng)極保護(hù)，且參考

6、文獻(xiàn)的技術(shù)要求對(duì)犧牲陽(yáng)極進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。改 造后，于2009年6月測(cè)得管道保護(hù)電位為-0.93V ，滿足了管道陰極保護(hù)的技術(shù)要求。3. 問(wèn)題和建議TEG強(qiáng)制電流陰極保護(hù)方法已廣泛使用于長(zhǎng)輸管道的腐蝕預(yù)防和控制，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，管道 陰極保護(hù)電流的流失會(huì)造成管道陰極保護(hù)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?cái)嚅y、放空閥及放空管等外部連接設(shè)備的防 腐質(zhì)量良莠不齊，造成了長(zhǎng)輸管道整體陰極保護(hù)效果差異很大，甚至影響了陰極保護(hù)設(shè)備的正 常投用。建議在進(jìn)行主管道陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)引進(jìn)的國(guó)外設(shè)備（如線路緊急截?cái)嚅y， 熱電發(fā)生器等）對(duì)主管道陰極保護(hù)電

7、流可能造成的影響，提出相應(yīng)的技術(shù)要求；同時(shí)對(duì)引進(jìn)的 國(guó)外設(shè)備廠家提供的設(shè)備技術(shù)性能參數(shù)進(jìn)行甄別，對(duì)達(dá)不到使用要求的設(shè)備，提出整改意見(jiàn)。采購(gòu)前閥門(mén)選型的步驟和依據(jù):在流體管道系統(tǒng)中，閥門(mén)是控制元件，其主要作用是隔離設(shè)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(mén)顯得非常重要，所以，了解閥門(mén)的特性 及選擇閥門(mén)的步驟和依據(jù)也變得至關(guān)重要起來(lái)。閥門(mén)行業(yè)到目前為止，已能生產(chǎn)種類(lèi)齊全的閘閥、截止閥、節(jié)流閥、旋塞閥、 球閥、電動(dòng)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(lèi)、3000多個(gè)型號(hào)、4000多個(gè)規(guī)格的閥門(mén)產(chǎn)品；最高工作壓力為600MPa，最大

8、公稱(chēng)通徑達(dá)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(qiáng)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(mén)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(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置。面對(duì)如此眾多的閥門(mén)品種和如此復(fù)雜的各種工況，要 選擇管道系統(tǒng)最適合安裝的閥門(mén)產(chǎn)品，我以為，首先應(yīng)了解閥門(mén)的特性；其次應(yīng)掌握選擇閥門(mén) 的步驟和依據(jù)；再者應(yīng)遵循選

9、擇閥門(mén)的原則。1 閥門(mén)的特性一般有兩種，使用特性和結(jié)構(gòu)特性。使用特性：它確定了閥門(mén)的主要使用性能和使用范圍，屬于閥門(mén)使用特性的 有：閥門(mén)的類(lèi)別（閉路閥門(mén)、調(diào)節(jié)閥門(mén)、安全閥門(mén)等）；產(chǎn)品類(lèi)型（閘閥、截止閥、蝶閥、球 閥等）；閥門(mén)主要零件（閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、密封面）的材料；閥門(mén)傳動(dòng)方式等。結(jié)構(gòu) 特性:它確定了閥門(mén)的安裝、維修、保養(yǎng)等方法的一些結(jié)構(gòu)特性，屬于結(jié)構(gòu)特性的有：閥門(mén)的 結(jié)構(gòu)長(zhǎng)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?cè)Α⒙菁y圈、堆焊、噴焊、閥體本體）；閥桿結(jié)構(gòu)形式（旋 轉(zhuǎn)桿、升降桿）等。2 選擇閥門(mén)的步驟和依據(jù)大體如下:

10、選擇步驟1. 明確閥門(mén)在設(shè)備或裝置中的用途，確定閥門(mén)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(mén)連接管道的公稱(chēng)通徑和連接方式：法蘭、螺紋、焊接等。3. 確定操作閥門(mén)的方式：手動(dòng)、電動(dòng)、電磁、氣動(dòng)或液動(dòng)、電氣聯(lián)動(dòng)或電 液聯(lián)動(dòng)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(mén)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(mén)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(mén)的參數(shù)：對(duì)于自動(dòng)閥門(mén)，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(chēng)通徑和閥座孔的直徑

11、。7. 確定所選用閥門(mén)的幾何參數(shù)：結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、法蘭連接形式及尺寸、開(kāi)啟和關(guān)閉后閥門(mén)高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸和數(shù)量、整個(gè)閥門(mén)外型 尺寸等。8. 禾U用現(xiàn)有的資料：閥門(mén)產(chǎn)品目錄、閥門(mén)產(chǎn)品樣本等選擇適當(dāng)?shù)拈y門(mén)產(chǎn)品。（2選擇閥門(mén)的依據(jù)在了解掌握選擇閥門(mén)步驟的同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)一步了解選擇閥門(mén) 的依據(jù)。1. 所選用閥門(mén)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(duì)閥門(mén)流體特性的要求：流阻、排放能力、流量特性、密封等級(jí)等等。4. 安裝尺寸和外形尺寸要求：公稱(chēng)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(duì)閥門(mén)產(chǎn)品的可靠性、使用壽命和電動(dòng)裝置 的防爆性能等的附加要求。（在選定參數(shù)時(shí)應(yīng)注意：如果閥門(mén)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(dòng)的壓力降、關(guān)閉時(shí)的壓力降、閥門(mén)的最大和最小進(jìn)口壓力。）根 據(jù)上述選擇閥門(mén)的依據(jù)和步驟，合理、正確地選擇閥門(mén)時(shí)還必須對(duì)各種 類(lèi)型閥門(mén)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)了解，以便能對(duì)優(yōu)先選用的閥門(mén)做出正確 的抉擇。管道的最終控制是閥門(mén)。閥門(mén)啟閉件控制著介質(zhì)在管道內(nèi)的流 束方式，閥門(mén)流道的形狀使閥門(mén)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(mén)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。如下為選擇閥門(mén)應(yīng)遵循的原則：（1截止和開(kāi)放介質(zhì)用

13、的閥門(mén)流道為直通式的閥門(mén)，其流阻較小，通常選擇作為 截止和開(kāi)放介質(zhì)用的閥門(mén)。向下閉合式閥門(mén)（截止閥、柱塞閥）由于其流道曲折，流阻比其他 閥門(mén)高，故較少選用。在允許有較高流阻的場(chǎng)合，可選用閉合式閥門(mén)。（2控制流量用的閥門(mén)通常選擇易于調(diào)節(jié)流量的閥門(mén)作為控制流量用。向下閉合 式閥門(mén)（如截止閥）適于這一用途，因?yàn)樗拈y座尺寸和關(guān)閉件的行程之間成正比關(guān)系。旋轉(zhuǎn) 式閥門(mén)（旋塞閥、蝶閥、球閥）和撓曲閥體式閥門(mén)（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(mén)口徑范圍內(nèi)適用。閘閥是以圓盤(pán)形閘板對(duì)圓形閥座口做橫切運(yùn)動(dòng)，它只 有在接近關(guān)閉位置時(shí)，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(mén)根據(jù)換向分流的需要，這種閥門(mén)可有三個(gè)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(mén)都選取這類(lèi)閥門(mén)中的一種。 但是在有些情況下，其他類(lèi)型的閥門(mén)，只要把兩個(gè)或更多個(gè)閥門(mén)適當(dāng)?shù)叵嗷ミB接起來(lái)，也可作 換向分流用。帶有懸浮顆粒的介質(zhì)用閥門(mén)當(dāng)介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時(shí)，最適于采用其關(guān)閉件沿 密封面的滑動(dòng)帶有擦拭作用的閥門(mén)。如果關(guān)閉件對(duì)閥座的來(lái)回運(yùn)動(dòng)是豎直的，那末就可能夾持 顆粒，因此這種閥門(mén)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(guò)程中對(duì)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(wú)論在石油、化工，還是在別的行業(yè)的管道系統(tǒng)，閥門(mén)使用、操作頻率和服務(wù)千變?nèi)f化，要控制 或杜絕那怕是低微的泄漏，最重要、最關(guān)鍵的設(shè)備還數(shù)閥門(mén)。管道的最終控制是閥門(mén)，閥門(mén)在 各個(gè)領(lǐng)域的服務(wù)和可靠表現(xiàn)是獨(dú)一無(wú)二的。采購(gòu)后閥門(mén)檢查及維修保養(yǎng)閥門(mén)維修保養(yǎng)不及時(shí)，造成閥門(mén)失修滲漏或開(kāi)關(guān)不靈；閥門(mén)未定期檢修試壓，甚至使用