王宗裕 肖旭暉

（海洋采油廠維修大隊 維修二隊，山東 東營257237）

1 油氣管道運行情況與使用環(huán)境

海洋采油廠集輸、外輸管道位于黃河三角洲入?？诘貐^(qū),土壤的濕度大,鹽堿含量高,屬于強腐蝕性土壤,管道的防腐層為瀝青。 所使用的外輸油氣管道分為Φ219mm、Φ377mm 與Φ426mm 三種規(guī)格， 平均壁厚為8～10mm，材料多為無縫鋼管。 管道平均埋深為1.2～1.5 米，途徑淺灘、濕地等環(huán)境，沿途交通不便，致使人工巡視困難。 隨著運行時間的推移，管道防腐覆蓋層會逐漸老化變質(zhì)，失去保護作用，或者由于土壤應力使管道防腐覆蓋層變薄，導致管道腐蝕和泄漏。 此外還可能因為不法分子的盜取和自然災害或其他事故而損壞。

2 油氣管道泄漏原因分析

據(jù)維修大隊統(tǒng)計并結(jié)合相關資料分析，我們發(fā)現(xiàn)導致油氣管道泄漏或防腐層脫落的原因主要有環(huán)境腐蝕、人為破壞和自然災害三大因素，以下為其成因分析。

2.1 環(huán)境腐蝕

管道腐蝕環(huán)境主要包括四個方面：土壤、地下水、大氣、輸送介質(zhì)。

2.1.1 土壤腐蝕

土壤是由多種無機物、有機物、水和空氣組成的極其復雜的不均勻多相體系，土壤的顆粒之間存在著大量的孔隙，孔隙中充滿空氣和水，鹽類溶解在水中，土壤就成為電解質(zhì)，土壤各處的組成和性能存在差異，透氣性條件不一致，氧的滲透率變化幅度很大，形成氧濃差腐蝕。

勝利油田大部分地區(qū)位于渤海灣海濱平原，多為近代黃河沖擊海相沉積而成，屬濱海鹽漬土壤，土壤含鹽以氯化物為主，一般說來，當土壤含鹽量大、透氣性好、含水量大、pH 值低和電阻率小時，腐蝕性就大。 另外，土壤里的管道金屬表面因土壤結(jié)構(gòu)不均勻以及因金屬本身存在的不均勻性還存在微電池腐蝕。 土壤中的硫代硫酸鹽、硫氧化細菌等也會對管道產(chǎn)生腐蝕作用。

鹽堿地含水質(zhì)量分數(shù)較高，土壤電阻率偏低，該土壤環(huán)境對管道的腐蝕性明顯增強，需要加強腐蝕控制與防腐檢測，發(fā)現(xiàn)有防腐層破損點應及時修復和加強陰極保護。海洋采油廠油氣外輸管道多處于鹽堿灘、鹽場、濕地等較為惡劣的環(huán)境，土壤電阻率多在1Ω·m 以下，屬強等腐蝕性土壤環(huán)境，這也加劇了管道腐蝕的速度。

2.1.2 地下水腐蝕

地下水的腐蝕性與土壤關系密切，集輸管道所處的灘海環(huán)境的地下水位高，一般為1～3m，主要致腐因素是含鹽量，特別是氯化物的含量，使地下水成為一種促進化學腐蝕和電化學腐蝕的電解液。

2.1.3 大氣腐蝕

海洋大氣對碳鋼的腐蝕大約比內(nèi)陸腐蝕要強100 倍，主要原因取決于金屬表面鹽沉積量，且碳鋼腐蝕速度和表面鹽沉積量在對數(shù)坐標上成線性關系。

根據(jù)現(xiàn)場失重A3 鋼標準試片試驗， 采用ISO9223 標準對埕島海域大氣進行分級， 同時根據(jù)GB/T15957-1995 大氣環(huán)境腐蝕性分類標準進行分離，得到以下數(shù)據(jù)：

表1 離海岸不同距離的碳鋼掛片腐蝕速度

由上表得出，距海岸越近，腐蝕速度越強，而且趨勢明顯。[1]

2.1.4 輸送介質(zhì)腐蝕

我廠集輸輸送介質(zhì)包括原油、原油和水的混合物、天然氣，主要與設備內(nèi)部的腐蝕過程有關，下面根據(jù)輸送介質(zhì)的不同進行分析：

1）原油輸送

原油外輸中，主要參雜的腐蝕性雜質(zhì)有：細菌、二氧化碳、氯化物、硫化氫、氧、有機酸、固體或沉淀物、水和其他含硫的化合物。

原油中硫的總含量與腐蝕之間并沒有精確的關系，而主要與參與腐蝕反應的有效硫化物如：H2S、單質(zhì)硫、硫醇等活性硫及易分解為H2S的硫化物含量有關，活性硫化物含量越高則對輸油管道的腐蝕性就越強。

原油中含有SRB、鐵細菌、厭氧菌、真菌等多種菌種，這些菌種在合適的環(huán)境下可以被激活并生長，對管道構(gòu)成潛在威脅。

無論是硫化氫腐蝕、細菌腐蝕，還是其他的腐蝕類型，其關鍵都是水， 所以控制油品含水量就可以有效的控制硫化物對管道的腐蝕危害，應盡可能將原油含水量控制在2‰以下，從而防止內(nèi)腐蝕的發(fā)生。[2]

2）油水混合輸送

（1）油水混輸時，引起腐蝕的主要因素是水，當含有污水或海水時，會表現(xiàn)出更強的腐蝕性。

（2）介質(zhì)的流動狀態(tài)對腐蝕也有密切關系，當介質(zhì)為湍流時，腐蝕速度最低；當溶液流動為層流時，腐蝕速度明顯上升。在實際油水混輸過程中，發(fā)生的嚴重腐蝕（甚至穿孔）主要集中在于水相相接觸的輸油管道的下部分，就是層流狀態(tài)下高腐蝕速率的結(jié)果。

（3）不同油水比對腐蝕的影響，實驗表明，原油中含有污水時，腐蝕速度明顯增加，而且隨污水量的增加而增大，且鋼的表面將會出現(xiàn)不均勻的腐蝕。

3）天然氣輸送

（1）天然氣中含有一定的水汽,在一定條件下,天然氣中的水汽凝結(jié)在管壁形成水膜,硫化氫和二氧化碳等酸性氣體溶于水膜中,對管道產(chǎn)生腐蝕。

（2）在氣體流速較高時,管道鋼遭受沖刷腐蝕也比較嚴重,由于腐蝕產(chǎn)物被直接沖擊的氣流帶走, 新的金屬面不斷裸露, 從而加速了腐蝕。

（3） 進入管道輸送的天然氣通常會含有少量硫化氫和二氧化碳,對管道產(chǎn)生腐蝕。 硫化氫在水中的溶解度較高,引起的主要腐蝕類型有電化學失重腐蝕、氫鼓泡和氫脆、硫化物應力腐蝕破裂等。二氧化碳對鋼材的腐蝕主要是天然氣中的二氧化碳溶于水生成碳酸而引起電化學腐蝕所致。

2.2 人為盜取、破壞

受到非法高額利潤的誘惑， 近年來不法分子破壞石油天然氣管道，在油氣管網(wǎng)上安裝閥門竊油竊氣，給采油廠帶來了重大損失。盜油盜氣閥門位置一般比較隱蔽且流量小于預警值， 監(jiān)控人員不易察覺，給管道泄漏預警與定位工作帶來了很大困難。

人為盜油一般是在管道上按管道弧度用強力膠粘一片鋼板，在鋼板上焊接球閥，采用帶壓開孔的方法實現(xiàn)球閥和管道的通孔，通過球閥的開啟實現(xiàn)盜油； 另一種方式是在管道上直接焊接帶絲頭的閥門，焊接后用電鉆(手搖鉆)開孔，實現(xiàn)和管道的連通。[3]

2.3 自然災害

突發(fā)性的自然災害，如崩塌、地震、洪水沖刷、風沙等。

［1］翁永基,李相怡,等.鹽沉積對埕島海域大氣腐蝕性分級的影響[J].油氣儲運.

［2］張一玲.原油對輸油管道及設備的內(nèi)腐蝕研究[D].中國石油大學(華東).

［3］劉效國,張文國.管道補漏技術的在采油廠的應用[J].勝利油田海洋采油廠.