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埋地长输油气管道的腐蚀与防护措施

何治纬

国家管网集团西南管道有限责任公司重庆输油气分公司

摘要: 在进行埋地长输油气管道的安装、运行管理工作时,比较常见的问题就是管道腐蚀。这是因为管道大多会使用金属材质,金属材质的稳定性、刚硬度和承压能力都比较强,不会与油气资源产生反应,所以实际使用范围比较广。但金属材料自身的防潮、防腐蚀能力弱,如果不采取有效的防护措施,会影响金属的使用价值。基于此,本文结合腐蚀现象的发生原因,介绍了几种比较常见的防腐处理方法。
关键词: 埋地输油气管道;管道腐蚀;防腐工艺
DOI:10.12721/ccn.2022.157231
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油气运输通常以管道运输为主要方式,这种方法可以降低长途运输工作的难度,减少油气在运输途中的损耗,并保证运输工作的稳定性和安全性。由于管道会埋设在地下,而地质结构中存在一些腐蚀性的物质。所以,应重点做好管道的防腐蚀处理工作,以保障管道的使用安全。

1.简述管道腐蚀的危害性及造成腐蚀问题的原因

在制定防腐蚀处理计划时,要先确保工作人员能意识到管道腐蚀的危害性,并着重结合实际工作情况,分析哪些原因会造成管道的腐蚀,确定防范管理的方向。

1.1危害性

腐蚀环境就是指和金属相接触的物质,例如自然存在的物质:大气、土壤、海水、淡水、生产用的原料、材料及其产品等。金属的腐蚀主要是由于这些物质与金属发生化学或电化学作用引起的。金属管道在土壤环境中会发生腐蚀,在严重的情况下,管道腐蚀穿孔,油气泄露而引起火灾,造成很大的经济损失,还会引发安全风险。因此,管道的保护是长期安全生产的必要措施。

1.2原因

在展开管道施工工作时,管材一般采用钢制螺旋焊管,钢材的化学组分与微晶结构都会对腐蚀产生影响。非金属组分中P、S元素容易产生腐蚀,C、Si元素容易造成脆性开裂。微晶结构中,如果细度等级低,容易造成管道裂纹沿晶粒扩展,易发生开裂。生产钢管时产生的划痕、微裂、凹陷等缺陷,也易造成腐蚀开裂。但目前仍然有很多企业在工程采购阶段,选择了廉价的材料。

此外,采购管道时没有进行质量检查,导致金属管道上附着了锈斑,锈斑不及时处理,会造成管道穿孔的情况。同时,土壤被污染,环境当中含有强腐蚀物质,能够与管道材质之间发生化学反应,如果没有采取防腐措施,就会造成管道腐蚀的现象,引发油气泄漏的问题。而钢管生产和焊接过程中产生的残余应力,也会对管道腐蚀产生影响,管道运行过程中的使用应力更是引发腐蚀问题的根源所在。所以,这要求工作人员在日常管道安装和管道运维管理工作中,都必须重视防腐蚀处理工作的重要性,及时拟定合理的管理计划。

2.埋地长输油气管道的有效防腐措施

对于需要深埋地下的输油气管道来说,在进行防腐蚀管理工作时,比较有效的方式就是使用防腐涂料、使用电化学技术或采用缓蚀剂。另外,工作人员应在管道运行过程中进行实时的全过程监控管理,以便于第一时间发现腐蚀问题。

2.1防腐涂料

当决定采购金属管道进行油气管道工程的安装工作时,必须要结合金属管道自身性质,以对比分析的方式在市面上选择合适的防腐涂料,将该涂料均匀的涂刷在管道表面,形成无形的保护层。通过这种方式可以将土壤当中存在的腐蚀物质隔离在保护层之外,避免腐蚀物与金属管道接触,以此来提升管道的防腐蚀能力,达到良好的防护效果。这可以有效延长管道的使用寿命,提高管道材料性质的稳定性。新时期,应注重选择绿色、环保的涂料,以避免对环境造成污染和破坏。

2.2电化学技术

电化学保护通常有牺牲阳极法和强制电流法,此外还有排流保护。其中强制阴极保护是目前长距离管道最主要的保护方法,而阴极保护技术在我国石油管道上的应用研究始于1958年。20世纪70年代,我国长输管道已广泛采用了阴极保护技术。实验表明,该方法适用于埋地长输油气管道,使用价值较高,值得推广应用。要注意在工作中不断总结技术的操作技巧,以便于展开创新研究工作。目的是降低防护管理工作难度,延长管道使用寿命。

而如果油气管道距高压输电线、电气化铁路较近的话,也会受到它们产生的杂散电流影响。排流保护是在杂散电流的流出点安装成组锌阳极,通过玻璃钢测试桩与管道相连,以达到排流、减轻干扰的目的。实际上,每种方法都有一定的适用范围,应用效果也不同,工作人员应根据当地的地质环境特点以及管道材质的差异性做出合理的选择。

2.3缓蚀剂

除了可以为管道涂刷防腐涂料之外,新时期比较有效的防护措施就是使用缓蚀剂。要合理稀释液体的浓度,通过这种液体来起到减缓腐蚀速度的作用。其主要是通过化学技术来阻断金属与腐蚀物的反应过程,应根据环境温湿度、土壤酸碱度等方面的实际情况进行综合分析,以顺利完成对缓蚀剂种类的选择,保障缓蚀剂的使用价值能够充分发挥出来。

2.4监测管理

土壤环境的质量问题会随着人们的生产经营活动而发生变化,因此,在工程建设之前虽然已经检测出土壤不存在腐蚀物质,但后续可能在管道投入使用的过程中新增一些腐蚀物,影响管道的使用安全。所以,为了保证长输管道安全运行,降低事故发生率,延长管道使用寿命,防止埋地管道的腐蚀破坏,加强对管道腐蚀机理和防腐措施的研究是非常必要的。

这要求工作人员在防腐蚀管理工作中明确工作目标,科学构建全过程监测机制,制定健全的监测管理体系。应重点借助信息技术手段,构建网络工作平台,并在管道埋设的过程中安装感应装置,将装置所收集到的信号传递到计算机当中。以大数据技术进行数据的整理和分析,方便从中判断出管道的运行安全状态,还能定位腐蚀位置,有针对性的展开补救措施。

结语:埋设在地下深处的管道会受到潮湿土壤环境的影响,如果土壤中还存在腐蚀物质,就会造成管道腐蚀、管道泄漏等问题。针对这个情况,工作人员不仅要采购高质量的管道材质,做好质量检查工作,还需要使用防腐涂料来提升管道的防腐蚀能力。新时期,可以配合使用电化学技术或者涂刷缓蚀剂的方式,最大化的延长管道使用寿命。应重点做好对管道腐蚀问题的全过程监测工作,以便于及时发现问题,并及时处理问题。

参考文献:

[1]于大海.油气管道腐蚀与防护研究进展探讨[J].全面腐蚀控制,2020,34(8):2.

[2]申成华,李洋,樊林华.长输油气管道运行安全性分析[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(9):3.