集輸脫水站管道常見問題及對策

姜樂

[摘 要]2013年11月22日凌晨3點，位于青島市黃島區秦皇島路與齋堂島路交匯處，中石化輸油儲運公司濰坊分公司輸油管道破裂，在搶修過程中，發生爆燃事故。造成大量人員傷亡，損失慘重。油田集輸脫水站管道系統是由不同管徑的集輸管道，污水管道、加藥管道等組成，各種管道經過多年運行后，由于腐蝕、堵塞、運行管理不善等原因，不可避免的會產生各種損傷和泄露，帶來嚴重的安全隱患，但全部更換新管道，不僅工程量龐大，而且耗資大、工程期長。所以要做好集輸脫水站管道的日常維護管理工作。

[關鍵詞]管道 腐蝕 堵塞 措施

中圖分類號：TE866 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）02-0254-01

1 管道存在問題分析

1.1管道腐蝕

管道腐蝕主要有以下幾種：由原電池原理而導致的鋼鐵吸氧腐蝕；室外架空管道由于酸雨導致管道表面極具酸性的硫化物（二氧化硫和硫化氫）而導致的析氫腐蝕；室外架空管道由于大氣降水導致的二氧化碳酸性腐蝕；管道表面能夠代謝硫酸鹽的細菌導致的細菌腐蝕和管道內積水導致的腐蝕等，其中吸氧腐蝕是最多的腐蝕情況。集輸脫水管道的管材一般為鋼管，由于輸送的油品中含有硫元素和酸性物質，外加部分管道埋設在土壤中，由于地下水的存在，導致金屬管道被腐蝕。

1.據金屬被破壞的基本特征分類

根據金屬被破壞的基本特征可把腐蝕分為全面腐蝕和局部腐蝕兩大類：

（1）全面腐蝕：腐蝕分布在整個金屬表面上，可以是均勻的，也可以是不均勻的。對全部集輸脫水管道系統而言。

（2）局部腐蝕：腐蝕主要集中在金屬表面某一區域（如在管道進入室內的各種穿墻時，沒有做好管道防腐工作），而表面的其他部分幾乎未被破壞。例如點蝕、孔蝕、垢下腐蝕等。垢下腐蝕形成的垢下溝槽、塊狀的腐蝕，不易被發現，往往是在清垢后或腐蝕穿孔后才知道。局部腐蝕的危害性極大，管道在使用較短的時間內造成腐蝕穿孔，致使原油泄漏，影響集輸脫水站的正常生產。

2.據腐蝕環境分類

按照腐蝕環境分類，可分為輸送液體內化學介質腐蝕、室外架空管道的大氣腐蝕、埋地管道的土壤腐蝕。

3.據腐蝕過程的特點分類

金屬的腐蝕也可按化學腐蝕、電化學腐蝕、物理腐蝕3 種機理分類。

（1）金屬管道的化學腐蝕：是指金屬表面與非電解質直接發生純化學作用而引起的破壞。在化學腐蝕過程中，電子的傳遞是在金屬與氧化劑之間直接進行的，因而沒有電流產生。但單純化學腐蝕的例子是很少見的。很多金屬與空氣中的氧作用，在金屬表面形成一層氧化物薄膜。表面膜的性質（如完整性、可塑性、與金屬的附著力等）對于化學腐蝕速率有直接影響。它作為保護層而具有保護作用，首先必須是緊密的、完整的。

（2）金屬管道的電化學腐蝕：金屬與電解質溶液作用所發生的腐蝕，是由于金屬表面發生原電池作用而引起的，這一類腐蝕叫做電化學腐蝕。金屬電化學腐蝕的產生，是由于金屬與電解質溶液接觸時形成了腐蝕原電池所致。

（3）金屬管道的物理腐蝕：是指金屬由于單純的物理溶解作用所引起的破壞，如許多金屬在高溫熔鹽、熔堿及液態金屬中可發生物理腐蝕。

1.2管道連接部位泄漏

集輸脫水站管道須使用一定的鏈接方式才能構成一個完整的系統。壓力不高，較為方便使用閥門進行開閉控制和流量調節。集輸管道和閥門或者其他設備（如：泵）連接處以及管道需要拆卸的地方都采用法蘭連接，為保證法蘭連接處的嚴密性，在法蘭兩側都需要使用相對質軟的法蘭墊圈進行輔助。

實際生產運行中，由于有腐蝕、磨損等原因會造成法蘭面的損壞，墊片薄了就很難達到密封效果，就不能保證密封效果了。法蘭連接很少是因強度不足而遭破壞的，經常由于密封墊片不好導致泄漏。密封問題已成為法蘭連接中的主要問題，而法蘭密封面與墊片又直接影響到法蘭的密封，因此法蘭處極易發生泄漏。

法蘭常用的石棉、石墨、聚四氟乙烯等密封墊片，由于其密封材料的組織疏松，致密性差，纖維與纖維之間無數的微型縫隙，很容易被介質浸透，特別是在一定的壓力作用下，介質就會通過纖維間的微型縫隙滲透到低壓側來，即通過墊片本身的滲漏稱為滲透泄露。滲透泄露與介質的工作壓力有關。壓力越高，泄露越大。但是皮質墊片不完全遵循這一規律，只在介質壓力開始增大時，泄露量增大，而當介質壓力達到一定值后，在增大壓力，滲漏量反而減小。發生這種情況的原因是皮質內部的微小孔穴，由于介質壓力的作用而受壓縮，使孔穴變小所致。由此可見，滲透泄漏與密封材料也是密切相關的。除此之外，介質的物理特性對滲透泄漏也有影響。一般而言，粘性大的介質不易發生滲透泄漏。

在日常應用中也會發現， 使用石棉橡膠的密封墊片，在常溫狀態下，當介質為空氣，壓力為0.6MPa時就會發生滲透泄漏。而介質為水時，使用壓力能達到2.5MPa甚至更高。此外，介質的分子結構也影響滲透泄漏，分子大的介質不易透過密封墊，例如氨氣和水蒸氣比較，氨氣比水蒸氣要容易發生泄漏，這是因為氨分子小而水分子大所致。尤其是對分子非常小的氫氣來說，皮質密封墊片是無法實現密封的。

從以上的分析可以看出，滲透泄漏只要針對不同的介質，根據其操作壓力選擇合適的墊片材料和墊片形式是可以避免的，我們日常所說的泄漏均是指法蘭的密封界面泄漏。

2 管道問題解決對策

2.1管道腐蝕對策

由于管道腐蝕的成因與條件不盡相同，因此管道防腐依據不同的腐蝕情況也有以下幾種不同的方法：合理選材，依據不同的輸送介質和環境條件選擇不同種類的材料；陰極保護，就是外加直流電源，是原本為陽極的管道金屬本身變為陰極而得到保護，或者可以將化學活性相對更為活潑的一種金屬附加在管道上，使兩者構成原電池，此時更活潑的金屬被腐蝕而管道本身則得到保護；介質處理，包括除去介質中腐蝕性強的成分；金屬表面添加防腐涂層（如：瀝青）以此隔絕鋼材制管道和空氣中的氧氣接觸，以此達到保護效果；

添加“緩蝕劑”，緩蝕劑是添加于金屬設備中用于減緩腐蝕的一種專用添加劑，由于用量小、投資省和效果明顯等優點，是目前管道及其他領域防腐技術的重點發展方向，緩蝕劑的防腐蝕原理可描述為反催化，即和化工生產中所使用的催化劑原理相反，緩蝕劑會提高化學反應所需的活化能，以此減慢腐蝕反應的發生速度。

集輸脫水站常用管道清洗技術主要分為化學清洗和物理清洗。化學清洗是利用化學藥劑與污垢發生化學反應，使污垢從清洗物體表面分離并溶解分散到水中的清洗方法。化學清洗一般有浸泡法、噴淋法、循環開路法沖洗。油田常用的化學清洗主要以酸性化學清洗劑為主，往往采用阻垢劑來防止水垢產生或抑制其沉積生長，防止管壁上結垢。在使用阻垢劑的過程中，一般在進入中轉站二合一摻水管線的前端，用加藥泵通過管線把阻垢劑加入集輸管道內。

物理清洗是利用力、熱、聲、光、電等物理作用進行去除污垢的清洗方法。？物理清洗又分為空穴射流清洗技術、高壓水射流清洗技術、脈沖清洗技術、超聲波清洗技術，其中脈沖清洗技術又分為氣脈沖清洗和 電脈沖清洗。目前油田常用的物理清洗管線技術以空穴射流清洗、高壓水射流清洗和氣脈沖清洗為主。

參考文獻

崔之建 史秀敏 李又綠 油氣儲運設施腐蝕與防護 石油工業出版社

劉天佑 史航 第五運輸業—石油儲存與運輸 石油工業出版社