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        石油管道的應(yīng)力腐蝕與防護

        2021-09-10 07:22:44李肖斌
        科技研究 2021年14期
        關(guān)鍵詞:石油管道防護措施

        李肖斌

        摘要:石油管道工程跨度較大,涉及地域范圍較廣,接觸環(huán)境較為復雜,同時受土壤、微生物等影響會出現(xiàn)腐蝕等問題。若未能采用適合方式進行解決,會影響管道使質(zhì)量,降低石油企業(yè)經(jīng)濟效益。因此,在石油工業(yè)中,必須重視石油管道腐蝕問題,并采用相應(yīng)保護措施加強對管道防護,以此延長使用期限?;诖?,本文主要圍繞石油管道防腐進行探討,重點分析應(yīng)力腐蝕原理以及導致管道腐蝕的主要因素,并探討具體防護措施。

        關(guān)鍵詞:石油管道;應(yīng)力腐蝕;防護措施

        前言:管道是石油產(chǎn)業(yè)運輸石油資源的重要工具,相比于其他方式可降低運輸成本,提高運輸效率和經(jīng)濟效益。但由于石油產(chǎn)業(yè)本身存在較高危險性,且對原油管道運輸安全性方面具有較高要求,使得管道質(zhì)量成為石油產(chǎn)業(yè)運輸中關(guān)注的重點。而影響管道質(zhì)量的一項重要原因為腐蝕,為降低管道本身性能被破壞,影響管道運輸石油資源安全性,對此必須做好防護措施,

        1 石油管道應(yīng)力腐蝕基本原理

        對于石油管道而言,管道材料、質(zhì)量鋪設(shè)科學性,均會在不同程度上對其抗腐蝕性能產(chǎn)生影響,若管道鋪設(shè)施工后存在殘余應(yīng)力或從外部施加應(yīng)力,并經(jīng)受土壤腐蝕后,在多方面因素作用下,會對管道材料、結(jié)構(gòu)造成破壞,形成應(yīng)力腐蝕。若應(yīng)力腐蝕過于嚴重,會導致管道出現(xiàn)裂紋,隨著裂紋斷裂,會對管道結(jié)構(gòu)造成嚴重破壞,進而導致出現(xiàn)意外事故,造成嚴重經(jīng)濟損失。此類型腐蝕屬于管道腐蝕中一種較為常見腐蝕現(xiàn)象。

        2 造成管道腐蝕主要因素

        通過對造成石油管道腐蝕的多方面原因進行分析,常見有以下三方面:一是,管道鋪設(shè)環(huán)境。石油管道需要埋入地下,但地下環(huán)境潮濕,腐蝕性強,易腐蝕管道。地下環(huán)境中土壤中的鹽分、大量細菌以及電纜線路產(chǎn)生的電流,均會對管道造成不同程度侵蝕。二是,管道自身質(zhì)量。管道缺陷問題是造成管道被腐蝕的主要原因之一。一方面,材料管道材質(zhì)問題。當下石油管道以碳素鋼材料為主,該材料通常為微晶結(jié)構(gòu),此類結(jié)構(gòu)抗腐蝕性不足,這會增加管道腐蝕風險。三是,管道防護不達標。管道鋪設(shè)前需要全面覆蓋防腐層,以此降低地下潮濕酸性環(huán)境對管道影響。但實際操作中,經(jīng)常因防腐蝕工作不規(guī)范或工作不到位,導致管道壁出現(xiàn)變形或破裂,長此以往會使防腐層破[1],管道本身受到破壞。

        3 石油管道應(yīng)力腐蝕防護措施

        石油化工企業(yè)在進行管道防腐維護中,常用措施有多種,但不同方式在使用中效果存在差異。同時在對使用相應(yīng)措施進行管道防護期間,還要加強對相關(guān)影響因素進行考慮,以此保證防腐蝕效果,而針對應(yīng)力腐蝕問題,常用措施有以下幾種。

        3.1內(nèi)外涂層保護

        內(nèi)外涂層,指的是將金屬與周邊電解質(zhì)溶解液隔離分開,使兩者間形成較高電阻,以此防止金屬出現(xiàn)電化學反應(yīng)。在此過程中,一方面,科學合理運用外涂層防護。常用的外涂層保護措施有抗壓聚烯烴3層結(jié)構(gòu)涂層,該結(jié)構(gòu)包含3PE和3PP,其中3PE涂抹于在管道之前,施工人員經(jīng)常會使用頻感應(yīng)加熱的方式,將管道表面溫度提高至200-250攝氏度,融化還原粉末,以此提升涂層防腐涂料耐腐蝕性,以及整個管道整體防護性能。另一方面,采用內(nèi)涂層方式進行保護。管道輸送的物質(zhì)主要為油水混合物,原油中硫化氫、二氧化碳等腐蝕性元素較多,為降低其對管道腐蝕性,應(yīng)在內(nèi)部涂抹保護層,將混合物與管道隔離分開,降低其對管道影響,以此加強保護力度。

        3.2緩蝕劑保護

        為延長管道使用壽命,可采用添加緩蝕劑以加強對于管道的保護。為滿足工程防腐需要,在進行管道防腐工作中,應(yīng)選擇一種或多種適合緩蝕劑,并通過一定比例配制后進行添加,以此提高管道防腐蝕能力。一方面,可使用緩蝕劑改變金屬表面狀態(tài),從而進一步改變金屬腐蝕中陽性或陰極感應(yīng)原理,降低反應(yīng)原理速度,以此減緩對管道腐蝕速度。另一方面,緩蝕劑可以與水接觸的的金屬表面形成一層金屬保護膜,隔絕金屬本體與物料介質(zhì)的接觸,從而達到延緩腐蝕的目的。

        3.3陰極保護措施

        隨著科學技術(shù)發(fā)展,陰極保護措施在管道防腐領(lǐng)域中得到有效應(yīng)用,將其與涂層配合使用,可提升防腐效果,并且在特定環(huán)境下極化電位會促使涂層脫落,進而影響外部防護。因此,在進行陰極保護防腐中,還需要加強對特定因素控制,這些因素主要包括耐老化性能、管道周邊土壤性質(zhì)及溫度等,加強對相關(guān)因素控制,利于發(fā)揮陰極保護措施作用。此外,陰極保護技術(shù)不斷發(fā)展成熟,深井陽極與淺埋陽極方式也得到推廣應(yīng)用,該方式使用中需要以深井陽極為主,并通過淺埋陽極工作方式,在管道外側(cè)安置深井陽極,并將淺埋陽極則安置于管道附近。采用該方式能夠降低屏蔽或干擾對管道影響,利于能夠提高管道防腐性能,延長管道使用時間,可提高石油化工企業(yè)整體經(jīng)濟效益[2]。

        3.4表面處理保護措施

        隨著我國對資源能源需求增加,石油管道鋪設(shè)工程總量也不斷增加。同時因我國地理環(huán)境復雜多變,以導致管道在鋪設(shè)后受多方面因素影響,出現(xiàn)腐蝕性現(xiàn)象,進而影響管道本身質(zhì)量以及在石油運輸業(yè)中作用。因此,針對腐蝕性問題,應(yīng)提升對石油管道防腐性能重視,并采用相應(yīng)措施進行處理,而表面處理措施作為一種常用措施,在防腐方面發(fā)揮著重要作用。在生產(chǎn)加工期間,應(yīng)對管道加工過程進行調(diào)整,以此減少應(yīng)力產(chǎn)生??墒褂脟娚暗确绞竭M行處理,消除加工期間產(chǎn)生的應(yīng)力,提高管道防腐性能。其次,在對管道進行焊接期間,由于焊接位置經(jīng)常出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕,需要根據(jù)不同工作性質(zhì)進行焊接,從而保證焊接的金屬化學成分符合金屬管道材質(zhì)需要,從而降低應(yīng)力腐蝕對管道影響。

        結(jié)論:石油管道防腐蝕是石油產(chǎn)業(yè)中一項重要的系統(tǒng)化工程,為了提高石油管道使用期限,減少降低腐蝕事故發(fā)生風險,應(yīng)加強對石油管道腐蝕了解,明確其基本原理以及導致的導致腐蝕的主要因素,同時應(yīng)采用各類手段加強對管道腐蝕預防工作,以此提高管道耐腐蝕性能,保證管道可以在其生命周期里相對穩(wěn)定的運行,從而推動石油產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

        參考文獻

        [1]馮學章,馮鈿芳,洪將領(lǐng),等.應(yīng)力對超級13Cr油鋼管內(nèi)腐蝕行為影響的數(shù)值模擬[J].熱加工工藝,2021,50(08):20-25+30.

        [2]李清,張德平,王薇,等.L80油管鋼實際腐蝕狀況評估及室內(nèi)電化學和應(yīng)力腐蝕研究[J].中國腐蝕與防護學報,2020,40(04):317-324.

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