油气管道腐蚀的特点及防护措施.pdf

2 0 1 4 年 第 6 期 炼 油 与 化 l工 REF I NI NG AND CHE M I CAL I NDUS TRY 33 油气管道腐蚀的特点及防护措施 赵 鑫 大庆油 田工程建设有限公司建材公 司， 黑龙江 大庆 1 6 3 7 1 2 摘要 阐述了油气管道的腐蚀分类， 分析了油气管道腐蚀的原理， 重点论述了油气管道内腐蚀和外 腐蚀的特点及防护措施。结果表明， 只有加强油气管道腐蚀的防护措施， 才能将油气管道腐蚀的损 失降至最低程度。 关键词 油气管道； 腐蚀分类； 腐蚀特点； 防护措施 中图分类号 T E 9 8 8 文献标识码 B 文章编 号 1 6 7 l 一 4 9 6 2 2 0 1 4 0 6 0 0 3 3 0 2 随着我 国石 油 、 天然气 及其下游炼化产业 的 快速发展 ， 油气管道的腐蚀 问题也越来越严重 ， 油 气管道 的腐蚀不仅造成 了巨大 的经济损失 ， 也严 重威胁着油气管道所 属企业 的安全 生产 ， 因此必 须针对 油气管道腐蚀 的特 点 ， 采取必要 的防护措 施 ， 做好油气管道的防护工作 。 1油气管道腐蚀的分类 油气管道腐蚀普遍存在于油气的开采 、 输送 整个过程之中。油气管道腐蚀 的分类方法有很多 种 ， 通 常有按 照腐蚀 环境分类 和按 照腐蚀过程 的 特点和机理分类2 种。按照腐蚀环境可分为 大气 腐蚀 、 土壤腐蚀 、 海水腐蚀和化学介质腐蚀等 。按 照腐蚀过程 的特点和机理可分为 物理腐蚀 、 化学 腐蚀和 电化学腐蚀等。物理腐蚀就是由于单纯的 物理 溶解作用而引起 的腐蚀 ； 化学腐蚀 就是管道 与非电解质直接发生纯化学反应而引起 的腐蚀 ， 特点 是反应过程 中没有 电流产生 ； 电化学腐蚀就 是管道与介质发生反应的过程 中有 电流产生而引 起 的腐蚀。油气管道所遇到的腐蚀绝大多数是电 化学腐蚀 ， 而化学腐蚀是 比较少的。 2油气管道腐蚀的原理 油气管道通常处在高温 、 高压 、 高溶解氧 、 高 含水、 高硫化氢 、 高二氧化碳和恶劣的土壤环境 中， 既使架设在空 中的管道也要遭受大气和雨雪 的侵蚀 。油气管道腐蚀 中大部分 是电化学腐蚀 ， 油气管道的电化学腐蚀就是一个发生阴极和阳极 反应的过程 。即电解质溶解 与管道接触 ， 而 由于 接触表面不均匀或管道不 同部位接触 的电解液种 类 、 温度 、 浓度 、 流速等 因素的不同 ， 在接触表面就 出现了阴极区和阳极区。阴极区和 阳极 区主要是 通过管道本身互相闭合形成很多腐蚀微观 电池和 宏观电池 。例如在介质溶液 中的铁碳化合物是阴 1 将现有基础拆除移位， 向其出口管线方向 移动 6 5 0 mm， 高度抬高至 3 3 0 m m， 与人 口穿墙管 处的管线成 2 ／ 1 0 0 倾斜 。 2 入 口更换长度为 1 0 5 0 m m的偏心变径。 3 由于基础移位 ， 电缆线长度 不足 ， 因此更 换高压电缆 1 0 0m。 4 结束语 2 0 1 3 年 5 月 1 0日完成 泵基 础移位 及配 管工 作 ， 1 0 0 0 集水池液位控制到 2 ． 7 m启动泵 ， 流量为 1 0 4 4 m 。 ／ h ， 电流 4 8 A， 压力 0 ． 8 5 M P a ， 液位控制在 1 ． 5 - 2 ． 5 m之间。整改后液位在 1 ． 5 ～ 2 ． 5 m之间的振 速值符合要求 ， 改造成功。 参考文献 [ 1 ]姚新华， 何耀辉． 立式离心泵电机滚动轴承故障振动分析诊 断[ J ] ．设备管理与维修 ， 2 0 1 1 2 1 9 2 2 ． [ 2 ]戴传芳． 给水排水设计手册第一册 [ M] ． 北京 中国建筑工业出版 社， 1 9 8 6 2 8 3 5 ． [ 3 ]于红． 离心泵滚动轴承故障诊断方法研究及应用 [ D] ． 北京 中国 石油大学， 2 0 0 8 ． [ 4 ]成大先．机械设计手册第二卷[ M] ． 北京 化学工业出版社， 2 0 0 9 41 4 2 ． [ 5 ]戴传芳．给水排水设计手册第二册[ M] ． 北京 中国建筑工业H { 版 社， 1 9 8 6 1 卜l 4 ． 收稿 日期 2 0 1 4 1 1 1 4 作者简 介 刘凤 ， 女， 工程师， 1 9 9 7 年毕业于佳木斯大学机械制造工艺 与设备专业 ， 现从事机械设备管理工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 炼 油 与 化 T 3 4 RE F I N I N G AN D C HE MI C A L I N D U S T RY 第2 5卷 极 ， l而铁是 阳极 ； 当溶液中氧或氧化剂浓度不均匀 时 ， 浓度 较小 的地方 是 阳极 ； 当表 面温度不均 匀 时 ， 温度 较高 的区域 是阳极 ； 当受 到不均匀应 力 时 ， 应力集 中较 大的部分是阳极 ； 当表面膜有微孔 时 ， 表 面膜是 阴极 ， 孔 内金属是 阳极等 。总之 ， 由 于上述 因素的影响在油气管道表面就形成 了腐蚀 电池 ， 在这些腐蚀 电池中有的是宏观电池 ， 而更多 的则是微观电池⋯。 3油气管道内腐蚀的特点及防护措施 3 ． 1油气管道内腐蚀的特点 油气管道 的腐蚀分为内腐蚀和外腐蚀 2 种 ， 内 腐蚀 主要是管体 内部 由于介质所导致 的腐蚀 。油 气管道内腐蚀从介质环境来看有 3 个特点 即高温 和 或 高压环境 ； 水 、 气 、 烃类 和同体类共存 的多 相流腐蚀介质 ； 二氧化碳 、 氧气 、 硫化氢 、 氯离子和 水是主要腐蚀介质 。 3 ． 2油气管道内腐蚀的防护措施 目前 ， 油气管道内腐蚀的防护技术主要有 选 用耐腐蚀的金属材料或非金属材料 、 使用 内涂层 或衬里 、 注入缓蚀剂和改变环境介质成分等 。 选用耐腐蚀的金属材料或非金属材料 在腐 蚀防护方面 ， 首先想到的解决办法就是管道材料 ， 但 金属材料具有容 易加工 和很好 的机械强度 ， 加 之近年来各 困已相继开发出多种针对不 同腐蚀介 质 的耐腐蚀金属材料 ， 且应用效果 良好 ， 因此在选 择 油气管道材料 时 ， 还是要优先选择耐腐蚀的金 属材 料 。 近年来 ， 在 耐腐蚀的非金属管材料研究应用 方面也取得 了很大的进步。如聚氯 乙烯 、 聚乙烯 、 聚丙烯 、 氯化聚氯乙烯 、 丙烯腈一 丁二烯一 苯乙烯共 聚物等适用于含水系统的挤压热 塑管应用广泛 ； 玻璃纤维增强聚酯和玻璃纤维增强环氧树脂等玻 璃 纤维增 强热 固塑料管也 取得 了很好 的应 用效 果 ； 由石棉纤维 、 石英 和普通水泥组成 的水泥石棉 管则存在相对易碎等缺点 ， 应用较少。上述 3 种非 金属管虽然具有质量轻 、 耐水腐蚀 、 便于连接和安 装 ， 不需要外部 防护等优点 ， 但也存在 _r 作温度和 T作 压力的极 限低 、 管道在运输和安装时容易碰 坏 、 对振动和压力波动的抵抗力较差等缺点。 近年来 ， 管道使 用内涂层或 衬里解决油气管 道 的腐蚀f Ⅱ J 题取得 了良好 的效果。通常使用 的有 塑料涂层 、 塑料衬里 、 水泥衬里和耐腐蚀合金衬里 等 。塑料 涂层通 常使用热 塑性塑料 和热 同性 塑 料 ， 涂层分为薄膜涂层和厚膜涂层两种 ， 塑料内涂 层管的连接是非常重要 的。塑料衬里管通常有 水 泥灌浆衬里 、 膨胀衬里 、 黏接衬里等。水泥衬里管 中广泛应用的衬 里成分是砂子 和水 泥 ， 采用离心 浇注法 ， 水泥衬里的优点是价格低 、 新旧管材都可 以用 ， 缺点是水泥衬里会增加管子 的质量 ， 并减小 管子的内径 ， 管子不能用焊接方法进行连接 ， 抗压 力波动较差等。耐腐蚀合金衬里通常采用在碳钢 和低合金钢上衬耐腐蚀合金衬 里 ， 制成双金属复 合管 ， 目前耐腐蚀合 金衬里技术 的应用 已经较 为 成熟。 注入缓蚀剂的防护措施 主要是由于缓蚀剂可 以在管 内表面形成一层非金属 膜 ， 使溶液和金属 管壁分开 ， 从而避免管 内壁 的腐蚀 。该方法对缓 蚀剂 的缓蚀性能选择非常重要 ， 同时选择缓蚀剂 时还要注意缓蚀剂的溶解性 、 配伍性 、 去垢性 、 溶 解氧及缓蚀剂的价格等。 在改变环境介质成分方 面 ， 主要是通过油气 管道合理 的结构设计和安装来 避免腐蚀 ， 如在管 道系统设计时避免缝隙 、 避免高流速 区和低流速 区等 ， 来消除油气管道腐蚀的影响因素。 4油气管道外腐蚀的特点及防护措施 4 ． 1油气管道外腐蚀的特点 油气管道 的外腐蚀主要是管体外部遭受的土 壤腐蚀 和地下水腐蚀 、 杂散电流腐蚀 和宏观 电池 腐蚀等 。南于管道在 自然环境 条件下 ， 受到大气 中的氧 、 二氧化碳和水等作用引起 的腐蚀 ， 就是 大 气腐蚀 ， 金属管道的生锈就是常见的大气腐蚀现 象 。油气管道通常都在 自然环境 中使用 ， 因此都 会遭到大气腐蚀。 4 ． 2油气管道外腐蚀的防护措施 目前 ， 油气管道外腐蚀 的防护技术主要有 选 用耐腐蚀性较好的材料 、 采用防腐蚀涂层 、 阴极保 护和排流保护等 “ 。 在选用耐腐蚀性较好 的材料 方面 ， 主要是 大 气腐蚀和土壤腐蚀， 大气腐蚀主要受管道表面的 潮湿程度 的影响 ， 土壤腐蚀主要 受阴极供 氧状 态 所控制。因此要 了解油气管道大气腐蚀和土壤腐 蚀 的机理 和影响 因素 ， 根据不同的大气和土壤 条 件选择相适应 的管道材质 ， 来解 决油气 管道 的腐 蚀 问题 。 采用防腐蚀涂层对金属管道可 以起到隔 离作 用 、 缓蚀作用和 电化学保护作用 ， 根据环境 、 材料 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4 年 第 6 期 炼 油 与 化 工 REF I NI NG AND CHEMI C AL I NDUS TRY 35 大型钢筋混凝土建筑防腐及防老化技术探讨 杨 德 永 大庆石化公司建设公司 ， 黑龙江 大庆 1 6 3 7 1 4 摘要 大庆石化公司冷却塔经过2 0 多年的使用， 塔体内外钢筋混凝土出现了不同程度的腐蚀、 渗漏 及老化现象， 严重影响结构安全。文中结合最新的防腐防渗防老化施工技术， 对该塔体结构进行了 技术处理， 取得了良好的效果。 关键词 混凝土； 建筑； 防腐； 防老化 中图分类号T U 5 6 1 ． 6 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 4 9 6 2 2 0 1 4 0 6 0 0 3 5 0 3 大庆石化公 司冷却 塔高 5 5 m， 塔底的半径为 2 2 IT I 。经过2 0 多年的使用 ， 塔体腰部以上外表面 成片的泛碱和漏水区域 ， 整个外表面水泥浆保护 层 已严重脱落 ， 已经出现混凝 土已疏松剥离 ， 钢筋 也 已暴 露锈 蚀 ， 塔底 承 重 的梁 和柱 混凝 土 已疏 松 。塔体内外钢筋混凝土出现了不同程度的腐 蚀 、 渗漏及砼 老化现象 ， 影 响到冷却塔 的使用 寿 命。所以对该塔进行整体结构的涂装保护非常必 要 。 1选用新型的建筑材料 和施工等因素来确定涂层的材料 。例如碳钢的大 气腐蚀速率较 高 ， 所 以碳钢管道 的表面通常涂油 漆和涂料等保护层 ， 来防止腐蚀 ； 低合金钢的耐腐 蚀能力较强 ， 甚 至可以裸露使用 。碳钢 、 铸铁和低 合金钢在土壤中的腐蚀情况差别不大 ， 铅和锌等 金属材料的耐土壤腐蚀性比碳钢高出很多， 因此 在对土壤腐蚀要求较高的场合 ， 选用镀铅和镀锌 保护层来防护油气管道的腐蚀问题。 阴极保 护是一种 电化学保护技术 ， 其原理是 向被腐蚀金 属结构物表 面施加 电流 ， 被保护结构 物成 为阴极 ， 从而使得金属腐蚀发生 的电子迁移 得 到抑制 ， 避免或减弱腐蚀 的发生 。阴极保护一 般有外加 电流阴极保护和牺牲 阳极 阴极保护 2 种 类型 。采用 防腐蚀涂层 的管道总会有一些缺欠或 保护 不到的点 ， 所 以通常将 阴极保护和 防腐蚀涂 层联合使用 ， 而阴极保护 的费用 大约是 防腐蚀涂 层费用 的 1 0 ％。 排流保护就是将油气管道中流动的直流或交 流杂散 电流排出管道 ， 来避 免管道遭受腐蚀 的防 护方法。通常排流保护分为直流排流保护和交流 排流保护2 种。直流排流保护又分为直接排流 、 极 性排流 、 强制排流和接地排流等 ； 交流排流又分为 负电位排流 、 直接排流 、 隔直排流等。 5结 束语 随着 现代科学技术的快速发展 ， 加之油气管 道的使用环境 和腐蚀 因素都 比较复杂 ， 油气管道 对防腐蚀技术 的要求也越来越苛刻 ， 因此只有了 解和掌握油气 管道腐蚀 的现象 和规律 ， 有针对性 的采取防护措施 ， 才能减少油气管道腐蚀的经济 损失 ， 这也是解决油气管道腐蚀 问题 的关键所在。 参考文献 [ 1 ]石仁委， 龙媛媛． 油气管道防腐蚀工程[ M ] ． 北京 中国石化出版 社 ， 2 0 0 8 卜3 9 ． [ 2 ]高伟， 王小红． 管道 防腐涂层的现状与展望 [ J ] ． 管道技术与设备 ， 2 0 1 2 4 3 2 3 3 ． [ 3 ]陈强． 国内外油气管道防腐新技术发展现状 [ J ] ． 甘肃石油 工业和 化工． 2 0 1 0 3 1 0 1 3 ． [ 4 ]刘炼， 李雄伟， 李森．埋地管道防腐技术现状及对未来的展望[ J ] ． 大观周刊， 2 0 1 1 3 6 6 - 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