輸氣管線陰極保護防腐蝕技術應用

劉 予 趙立軍 喻景華

（1.中原油田 天然氣產銷廠，河南 濮陽457001；2.中原油田 采油四廠，河南 濮陽457001；3.中原油田 采油一廠，河南 濮陽457001）

聯合配氣站是中原油田最大的集輸氣樞紐，主要生產任務是接收中原油田的氣井氣、采油廠的伴生氣和其他油田等外來氣，經過調配，供給用戶作工業用氣和生活用氣。

該站始建于20 世紀80 年代中期，集輸管網已運行近30 年，站內存在著部分集輸設施存在元件腐蝕、老化問題，造成油氣分離效果不好，影響污油回收。 并且發生過幾次排污管線和管線焊縫處腐蝕穿孔的情況，影響了生產的安全平穩運行。

1 管線腐蝕情況

1.1 某預留頭管線發生腐蝕穿孔

2010 年，在日常檢查中發現某預留頭管線底部有滲氣情況，因該管線為外銷供氣系統，壓力高、流量大，為確保供氣安全并查清滲氣原因及管線運行狀況，對小孔四周及預留管線進行了壁厚檢測，結果顯示靠近滲氣孔位置管壁內腐蝕嚴重。 將檢測結果上報后，對滲點進行了補強，消除了該隱患。

1.2 某排污管線腐蝕穿孔

2011 年， 在冬防保溫實施中發現某排污閥門上游排污管線腐蝕穿孔，為確保各匯管安全運行，對所有排污管線進行了除銹刷漆、壁厚檢測，發現部分排污管線腐蝕接近臨界點，對5 個匯管排污管線進行了加強。

1.3 埋地主排污管線腐蝕穿孔

2011 年，為掌握站內排污系統運行現狀，對聯合配氣站排污系統進行了加壓檢驗，發現分離器區與低壓區之間埋地主排污管線、分離器排污閥門上游排污管線有腐蝕滲漏情況，對兩處漏點進行了打卡堵漏。

2 管線腐蝕原因分析

2.1 內腐蝕原因分析

2.1.1 聯合配氣站的大部分匯管都擔負著伴生氣的供氣任務，分為高壓供氣任務、低壓供氣任務和中壓供氣（外銷供氣）任務。 部分匯管排污閥門失效，再加上各匯管長期運行，造成匯管底部雜質積聚，加快了對匯管及匯管排污管線的內腐蝕。

2.1.2 即使能夠及時排液，排污管線內也會存留有少量液體。另外，在排液過程中，氣流在推動液體流動的同時，沖刷著管道內壁，將腐蝕產物帶走，新的金屬面不斷裸露，從而加速了腐蝕。

2.1.3 站內部分排污閥門存在內漏，在站內施工過程中，由于要保持壓力容器微正壓，造成排污系統憋壓較高，部分程度的影響了管線內腐蝕速度。

以上都是從管線運行狀況進行的原因分析， 從腐蝕機理來說，通過管道輸送的天然氣除了烴類組分外還含有少量的氮氣和二氧化碳。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的電化學腐蝕。

2.2 外腐蝕原因分析

2.2.1 輸氣站內埋地排污管線外防腐涂層，本身存在針孔具吸水性易于老化缺陷，以及在安裝施工和運行過程中涂層破壞的情況。 破壞和損傷處易使金屬暴露于土壤這個腐蝕大環境中，導致大陰極小陽極的現象，致使涂層破損處腐蝕加速，極易腐蝕穿孔。

2.2.2 管道埋地后，管道自身表面的傷痕、刮痕及管線焊接處易形成陽極區，而其余管道表面為陰極區，這樣的腐蝕非常活潑且破壞性很強。

2.2.3 將一節新管子焊接在一條舊管子時，如果新管子相對于舊管子很短，其腐蝕速度相對于舊管子就很快，因為新管子作為陽極必須為比它大得多的陰極（舊管道）提供電荷。

此外，還有站場鋪設的電纜可能產生的感應電流造成的雜散電流腐蝕、細菌腐蝕等等。

2.3 其它原因

聯合配氣站建站較早，站內匯管、分離器等壓力容器及其排污管線距離地面位置較低，甚至直接與地面直接接觸，對日常的維護保養造成不便。

3 傳統防腐蝕對策

（1）加大崗位巡檢力度，密切關注管網運行壓力、流量變化及來液情況，做到及時排液，及時發現問題、解決問題。

（2）做好管線的日常維護保養工作，尤其是管線、設備底部等死角。為此，我們研制了管線維護工具，專門訂制一批工作專用彎柄鏡子對不便于觀察的部位進行檢查，根據實際情況使用大小不同的彎頭刨刃進行銹點清理。

（3）采取了防腐涂層（環氧瀝青噴涂+聚乙烯粘膠帶）措施對站內埋地管線進行保護，并定期開展管線、閥門隱患排查治理活動，及時掌握運行狀態與存在的問題。

4 陰極保護技術應用

對站內排污系統采用陰極保護技術是一種經濟而有效的措施。使用該系統進行維護，提高管網抵御腐蝕的能力。 針對地下管線錯綜復雜的現狀，結合所處地段土壤特性，采用陰極保護的措施對站內埋地管線進行保護。 從3 年多的現場運行情況看效果良好，管線未出現腐蝕。

4.1 陰極保護技術的現場應用

陰極保護裝置主要由Mg－1 型鎂合金陽極、CPS 測試樁及CX-111 型硫酸銅參比電極等三部分組成。 具有不需要外部電源；對外界臨近管道影響較小干擾少；安裝維護費用低；無需征地或占用其他建構筑物；保護電流利用率高等特點。

4.2 陰極保護保護電位值檢測

陰極保護裝置正式投入使用后， 定期開展了管道的保護電位檢測、保護電位曲線圖繪制及效果對比分析等一系列工作。

數據表明該套裝置每月所測電位值基本保持在正常范圍內，對輸氣管線保護作用較明顯。

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［2］閆茂成,翁永基.陰極保護管線破損涂層下高pH 環境形成規律[J].中國腐蝕與防護學報,2004(02).

［3］郭莉,程曉峰,鞏忠旺.輸氣站場埋地管道的腐蝕與防護[J].全面腐蝕控制,2012(10).