油田集输系统原油管道腐蚀穿孔原因及防腐措施探讨.doc

油田集输系统原油管道腐蚀穿孔原因及防腐措施探讨ffF摘要:文章对油田集输管线腐蚀原因进行了分析,介绍了埋地管道的防腐蚀技术,从物理防护、电化学防护、涂层等方面进行了论述,指出对管线实施“热点”保护可取得较好的保护效果，对油田的设备腐蚀的防护措施提出一些相应的建议。关键词: 集输 原油管道腐蚀 土壤 阴极保护 胜利油田某油田属于滩海环境，原油输油管线主要以钢管为主,近年来，由于原油含硫以及土壤的腐蚀作用,造成腐蚀穿孔,管线老化，严重威胁管道安全运行。一管线腐蚀现状受沿海气候、土壤盐碱含量高等因素影响，某集输管网电化学腐蚀强烈，采用检漏仪对全其中一条原油输送管线进行检漏，共检出漏点300余处，泄漏段管线中上部尚好,中部以下外防护层破损严重,管壁腐蚀减薄严重。二腐蚀原因分析管线腐蚀环境主要包括四个方面：土壤、地下水、大气、输送介质。（一）土壤腐蚀土壤是由多种无机物、有机物、水和空气组成的极其复杂的不均匀多相体系,土壤的颗粒之间存在着大量的孔隙,孔隙中充满空气和水,盐类溶解在水中,土壤就成为电解质，土壤各处的组成和性能存在差异,透气性条件不一致,氧的渗透率变化幅度很大，形成氧浓差腐蚀。另外，土壤里的金属表面因土壤结构不均匀以及因金属本身存在的不均匀性还存在微电池腐蚀。土壤中的硫代硫酸盐、硫氧化细菌等细菌也对管道产生腐蚀作用。（二）地下水腐蚀地下水的腐蚀性与土壤关系密切，主要致腐因素是含盐量，特别是氯化物的含量，使地下水成为一种促进化学腐蚀和电化学腐蚀的电解液。（三）大气腐蚀某油田的受海洋大气影响，相对湿度较高，金属表面易形成薄液层，加上海盐粒子含量高，环境温差变化较大，距海岸越近，腐蚀程度越强，而且趋势明显。（四）输送介质腐蚀油田集输输送介质包括原油、原油和水的混合物、水，主要与设备内部的腐蚀过程有关， 主要腐蚀介质有硫、硫化物、氯盐、酸性水、氢等。三.防腐措施的探讨常用的防腐蚀技术分两种,电化学法和物理法。物理法通过表面绝缘可把需保护的表面与腐蚀介质隔开。电化学法能停止或减缓腐蚀反应的进行。（一）物理防护法物理防腐蚀方法是应用最广泛的防护方法,它是在钢管外表面加防护涂层,目的是为了隔绝土壤介质,阻止形成腐蚀电池。目前常用的管道防护涂层有煤沥青、石油沥青、环氧煤沥青、环氧粉沫和聚乙烯塑料等。（二）电化学法阴极保护是从电化学腐蚀原理出发,从根本上杜绝腐蚀的发生,使被保护体成为阴极而停止腐蚀。实现保护的方式分牺牲阳极法和外加电流法两种。（三）涂层对腐蚀及阴极保护的影响 在同一地点,有涂层与没有涂层的管线相比较,有涂层的管线在长期使用中泄漏次数较少。但有涂层的管线由于涂层存在着数量较少的小孔,将产生电池作用，局部的腐蚀穿孔速度将增加，大量实践经验证明保护电流密度与防护层电阻成反比,防护涂层电阻越大,需要的保护电流越小。裸管在不加防护涂层的情况下,保护电流密度高达10 mA/ m2300 mA/ m2 ,有了防护涂层后,保护电流密度下降到10A/ m2300A/ m2 。使用涂层能大大减少所需要的阴极保护电流。（四）确定“热点”实施保护管道一旦开始发生泄漏,泄漏率将以对数级数成倍增加,不断加快并持续发生。将泄漏记录编制成“热点”位置图,可为今后有效准确实施阴极保护提供依据。对裸管或防护层严重损坏的管子施加阴极保护耗电量太大而不经济。国外提出“热点”保护方案,所谓热点,是指有腐蚀潜在危险的点。从经济上考虑,热点实施保护大约只需完全保护投资的15 %就可防止90 %泄漏事故的发生。确定热点的两种方法:1、土壤电阻率测量法确定土壤环境的腐蚀性。当发现电阻率分析图突然出现下降的图形,即明显变化部位,表明该部分需要进一步调查,并采取保护措施。2、管地电位测量法。确定可能发生腐蚀的阳极区。腐蚀发生在电流离开管子的阳极区,又在管子的阴极区返回。在阳极管地电位读数最负,两侧读数较正。发现有问题的地段,再多取几个读数就可确定阳极区,最终找到腐蚀点的位置。采取确定“热点”位置,分地段实施电化学保护的办法就能延长干线的使用寿命,从而取得事半功倍的效果。热点保护通常采用的方法有:牺牲阳极法、外加电流法、排流保护法和防护层覆盖法。四对某集输管道防腐的探讨性建议某油田集输管道系统的所受环境腐蚀，概括起来为两大类型：埋地管道的外腐蚀(主要受土壤和地下水的影响)、管道的内腐蚀（主要受输送介质的影响），下面根据我们对某油田的腐蚀环境的调查结果和认识，就以上两种类型的设备腐蚀的防护措施提出一些相应的建议。（一）埋地管道的外防腐某油田集输系统埋地设备主要是长距离的输油、输水管道，主要受土壤和地下水因素的影响，考虑其防腐办法必须从以下四方面着手：1、设备材料因素设备材料本身的耐腐蚀性能是决定腐蚀程度的主要因素，因此必须采用适合某油田环境的耐腐材料，特别是耐氯化物腐蚀的材料，方法是加入电位校正的合金元素，提高材料的热力学稳定性。2、表面因素表面涂覆防腐材料，是一种传统而有效的防腐办法，其原理是使金属与环境隔开，防止与电解质接触，从机理和环境方面要求涂覆材料不仅具有良好的耐腐蚀性，同时应具有绝缘性能好，耐水性、不透水性、耐老化性等基本因素和坚韧性能好、硬度大、耐冲击、耐腐、抗弯曲等物理因素，传统的石油沥青防腐涂料，虽价廉，有一定的防腐效果，但对于某强盐碱、潮湿地区效果较差。目前较多采用的玻璃布增强的厚膜型环氧煤焦油沥青涂料效果相对好一些，但仍不够理想，因此开发出性能更优适合于某地区的外防腐涂料是防腐技术的重要工作。3、环境因素从改变大的环境来防腐是不现实的，由于表面涂覆防腐措施有其局限性，如老化以及施工和外力所造成的损坏，引起损坏部位形成腐蚀电池，所以采用电化学保护（包括阴极保护和牺牲保护）是必要的，但研究电化学保护和外防腐涂层的相互适应性仍是重要的，此外如在条件许可下，采用统一干燥沙土回填埋地设备，可保证环境的均一性和增加其电阻，可大大提高设备的耐腐蚀能力。4、设计施工因素从施工角度来讲，对防腐办法有一定要求，如便于施工、易于安装等。从防腐角度来讲，要求设计施工工艺可靠：一方面，防腐涂层要求致密、均匀；另一方面，保证施工过程对设备减少碰撞等外力所引起的磨损。另外，在设计过程中保证整个系统的均一性，对设备的耐防腐蚀性都有明显的作用。（二）管道内防腐管道内防腐的优劣除与前述材料因素阴极保护有关外，主要与内涂层的性能有关，对内涂层所采用的防腐材料要求与管道附着性好，不易脱落，防腐性强（特别是耐氯化物腐蚀性能好），强度好，并具有较好的耐温性、耐水性和耐微生物腐蚀，如改性的水泥沙浆等其他材料，同时要求施工做到涂层均一，厚薄一致，不易脱落。五结 论1、利用金属的电化学腐蚀原理,将金属设备进行阴极极化,以降低或防止金属腐蚀。2、在金属表面涂覆防腐蚀涂层,将被保护金属表面与土壤介质隔离。需要注意的是要加强施工质量(表面处理) 的检查与要求,埋地管道防腐蚀施工应严格按规范