关键词:油气管道;腐蚀;防护措施;检测;阴极保护
油气管道输油是我国目前最为安全,效率最高,同时也是较为经济的一种输油方式,其长期使用所面临的主要问题是如何抵御外界环境以及输送介质的侵害与腐蚀。
1 导致油气管道发生腐蚀的因素
油气管道腐蚀是比较常见的现象,同时也是急需解决的问题,腐蚀程度越高,油气储运质量越低,油气利用效果也就越低。以下将对导致油气储运过程中管道腐蚀的因素进行分析。
1.1 外部环境因素
外部环境条件是影响油气管道腐蚀的重要因素之一。例如,温度的变化会对油气储存造成直接性的干扰,温度逐渐上升会增加腐蚀速度和腐蚀面积;油气管道周围土壤的含水量、pH 值、细菌种类等可与管道金属直接发生化学反应,从而造成腐蚀;此外,在油气管道周围各种介质、土壤中水分的交替变换、地下水的增加或减少等都会引起管道腐蚀。
1.2 油气自身因素
管道输送介质中所包含的化学物质有多种,如二氧化碳、硫酸氢等,在油气储运的管道中,各种化学物质的氧化特性将会引起剧烈的化学反应,主要包括气体腐蚀和金属在非电解质液体中的腐蚀。
1.3 施工因素
在施工过程中,油气管道的材质、埋地管道的土壤回填、施工人员的技术水平等都会直接影响后期运行中管道是否会出现腐蚀状况。若是施工人员不能因地制宜,积极合理的解决施工过程中遇到的问题,就会留下严重的安全隐患,以至于影响管道的使用寿命。
2 油气管道腐蚀的防护措施
面对石油管道腐蚀因素的多样化,我们不仅要在技术上加以改进,在管理体系上也要加强。对影响因素进行合理的分析,从实际出发,掌握防腐技术的类型和应用方式,并将其落实到实际生产中。以下将对防腐技术的实践应用进行分析,以减缓、抑制管道的腐蚀速度。
2.1 加强油气管道的腐蚀检测
油气管道的检测对于管道腐蚀的防护有着重要意义,只有定期对油气管道进行腐蚀检测,才能及时掌握管道的腐蚀程度,从而针对腐蚀情况采取进一步的防护措施,避免腐蚀扩大。油气管道的腐蚀检测包括超声波检测、磁漏检测、射线检测三种。
2.1.1 超声波检测
超声波检测技术是运用超声波检测仪发射超声波,对管道内的缺漏和突起做出精准定位,并能够对管道内的某一特定位置未来一段时间的发展情况做出预测的一种油气管道检测技术。具有直接性、精确性预测性等特点,不仅操作方便,而且不对管道产生任何损害。
2.1.1 磁漏检测
磁漏检测是利用铁介质管道的磁导率来定位腐蚀部位的。原理为一般铁介质的管道中,磁导率是非常高的,而腐蚀部位的磁导率会明显低于其他部位。通过分析数据,即能够定位腐蚀部位。磁漏检测方法比较简便、高效快速,且覆盖面广、价格低廉、极其环保,非常适用于小型石油运输管道。
2.1.3 射线检测
射线检测技术是通过放射射线在管道腐蚀部位进行精确检测,并分析数据,在显示器上充分展示管道壁厚以及腐蚀情况。该技术检测范围广,不受管道材质的限制,能够精准的反应出管壁情况。但该技术对于管道内平面的缺漏敏感度较低,所以射线检测技术对管道的深层次缺漏检测方面的作用较大,需要与其他检测技术配合使用。
2.2 选用合适的管材
根據管道所处的环境位置,我们应该尽量选择抗腐蚀性强的材料。对于开采年限较短的油气田,我们可以选择使用普通碳钢管材,经常更换管道保护装置,可有效避免管道的腐蚀问题。
2.3 采用管道外防腐措施
管道外防腐措施主要是在金属管道的外部喷涂防腐保护层,在金属表面上形成一层绝缘材料的连续覆盖层,将金属与其直接接触的电解质之间进行绝缘,即设置一个高电阻使得电化学反应无法正常发生。防腐保护层的主要特点是具有良好的绝缘性、防水性,化学性质稳定,能够有效对抗微生物腐蚀,且耐阴极剥离性强。
2.4 采用管道内防腐措施
管道内壁腐蚀由于油品的洁净度不同,油品中仍残留一些杂质,水分、微生物,导致管道内壁形成原电池,造成管道内部腐蚀。常用的内防腐涂层拥有耐腐蚀性强、机械强度高、电绝缘性好等特点,我国较为常见的内防腐技术有环氧粉末内涂层,玻璃鳞片漆衬里涂层,聚乙烯粉末涂层,环氧树脂玻璃钢管道内衬里等等。
2.5 添加缓蚀剂
输油管道中常见的是吸附性缓蚀剂,其机理是在管道金属表面形成一层吸附膜,减少介质中氢离子接触金属表面的几率,从而减缓腐蚀的速率。缓蚀剂的防腐效果好,且非常经济。但是,缓蚀剂的使用有一定的局限性,一类缓蚀剂通常只能减缓一类物质的腐蚀,同时缓蚀剂也会被不断消耗,所以通常只能在循环体系中使用。
2.6 阴极保护技术
电化学腐蚀是引起油气管道的腐蚀的最主要原因之一,因而对石油管道进行阴极保护是非常必要的。通常采用的方法有外加电流阴极保护和牺牲阴极保护两种。
2.6.1 外加电流阴极保护
外加电流阴极保护是利用直流电源,将负极接于油气管道上,正极接于阳极地床,电路连通后,管道被阴极极化,当管道对地电位达到最小保护电位时,即获得完全的阴极保护。这种强制外加电流的阴极保护系统是由整流电源、阳极地床、参比电极、连接电缆组成。外加电流阴极保护单站保护距离一般可达几十公里,长输管道阴极保护多用此法。
2.6.2 牺牲阳极阴极保护
牺牲阳极阴极保护采用比被保护金属电极电位更负的金属与被保护金属相连接,两者在电解液中形成原电池,电位较负的金属(如镁、锌、铝及其合金)称为阳极,在输出电流的过程中逐渐损耗掉,被保护的管道金属成为阴极而免遭腐蚀,故称电位较负的金属为牺牲阳极。牺牲阳极具有投资省、治理简便、不需要外电源、防止干扰腐蚀效果好等长处,所以在地下金属管道防腐中得到普遍应用。
3 结语
油气集输管道是石油集输系统中极为重要的构成部分,是连接各个石油处理站的枢纽及运行通道,对于石油产业有着重要的意义。本文仅从一般的角度分析了油气集输管道腐蚀的主要原因,并提出了几点防腐措施,在实际的管理工作中,还需要管理人员全面掌握油田中石油的油品性质、当地的自然环境、油气集输管道的材质等特点,制定有效的管道防腐方案,提高管到的性能,保证管道的安全运行,延长其使用寿命,为油田的发展创造更好的效益。