油田生活污水管道腐蝕形態及解決方案

張文龍

摘要：對河南油田排水管道的生活污水在不同地點、分時段采樣，分析研究了生活污水對鋼筋排水管道的腐蝕機理，指出了管道的腐蝕破損是隨使用壽命而積累的，屬于耐久性損傷，主要腐蝕類型包括鋼筋銹蝕、硫氫酸腐蝕和酸性軟水的溶出型腐蝕等，并提出了排水管道防腐建議。

關鍵詞：油田 污水管道 腐蝕 原因 解決方案

前言

社區管道排污系統是油田生活生產的重要基礎設施。它對油田社區的建設、生產發展，人們生活水平的提高，保護人民的身體健康以及油田生態環境等都起著非常重要的作用。目前，河南油田的污水排水均采用鋼管管道，它區別于城市管道的混凝土、陶管等排水管道，若無適當的防護措施，它們極易受環境中腐蝕介質的侵蝕，尤其是生活污水和土壤環境的侵蝕。

一、油田污水管道幾種主要腐蝕形態

1.油田污水管道的腐蝕主要就是土壤腐蝕，其特色是管道安置渙散，土壤條件雜亂，因而腐蝕機理雜亂。土壤腐蝕是由土壤中的鹽、水等與鋼管構成電化學腐蝕、微生物腐蝕。同時，雜散電流的腐蝕也比較嚴重，穿過油田生產區鄰近的管線乃至還也許遭到酸或堿介質的化學腐蝕。

2.均勻腐蝕。鋼鐵在油田污水所處的pH、溫度、含氧量等環境條件下，難以形成穩定的鈍化狀態。因此，在此條件下鋼鐵以均勻腐蝕為主。在油田污水處理系統中，封閉體系和敞開體系均有，所以實際情況是氧、碳酸鹽和硫離子協同腐蝕，只是在不同流程時主要因素有所不同。

3.坑性。坑蝕是指在鋼鐵表面發生的肉眼可見的具有一定面積和深度的局部腐蝕，面積一般在幾個平方毫米到幾個平方厘米，深度一般在1mm以上甚至穿孔。鋼鐵表面銹層遭受破壞或銹層緊密程度不同，就會在暴露的活化表面形成局部陽極區而發生集中腐蝕破壞。在氯離子作用下可能出現孔蝕，孔蝕一旦產生，就會因為局部應力集中和自催化作用而迅速發展，且難以阻止，危害極大。油田污水環境中，CL離子濃度比較高，管道內壁沉積、磨損等則是誘發小孔腐蝕的外因。在現場我們發現坑蝕與垢層的形成密切相關，這可能與垢層的疏密程度有關。

4.縫隙腐蝕。縫隙腐蝕是腐蝕性介質中金屬材料的縫隙和其它隱蔽部位經常發生的嚴重局部腐蝕之一。金屬管道與設備表面由于鹽垢、吸水或降水，使縫隙內形成電解質液膜，會發生縫隙腐蝕。由于管道一般外敷保溫拌熱層，溫度較高，濕度較大，縫隙腐蝕更加嚴重。而且在管道設備的連接處若有污水滲出，如水泵、閥門、法蘭盤和盤根等結合部位，更是縫隙腐蝕的嚴重部位。一般縫隙內呈點蝕狀，并在縫隙口處生銹。我們在現場經常發現多數閥門法蘭盤內環密封區域有較大蝕坑，呈長條形，為典型的縫隙腐蝕。

5.接觸腐蝕（電偶腐蝕）。接觸腐蝕泛指不同材質問相接觸并處于電解質溶液中所發生的電化學腐蝕。實際生產中可以發現，接觸腐蝕或電偶腐蝕與縫隙腐蝕是聯系在一起的。另外，某些非金屬材料確實容易誘發接觸腐蝕，其中石棉盤根對銅、鋁、碳鋼、不銹鋼都能造成接觸腐蝕，以碳黑或石墨作填充料的橡膠墊片也可因其陰極性作用而引發金屬接觸表面的局部腐蝕。為控制減小接觸腐蝕和電偶腐蝕，在設計施工中盡量避免或消除形成原電池的可能因素；避免使用不同金屬材料直接連接，特別是自然電勢相差較大的材料互相接觸；或者在使用不同金屬材料時應保持良好的絕緣。設計工作中應考慮絕緣密封材料對金屬表面的接觸腐蝕作用。

二、解決方案

1.采用新型防蝕材料。近年來材料發展日新月異，各種防蝕材料如玻璃鱗片、玻璃鋼、塑料復合管大量涌現，并在工程應用中表現出了良好的效果。應用這些材料，雖然初期投資增大，但綜合考慮日常維修、使用壽命等其它因素，還是可取的。因此，只要能夠在強度、性能方面滿足生產要求，新型防蝕材料可以部分取代鋼鐵材料。

（1）石油瀝青啵璃纖維布涂覆層。這種防腐辦法曾經在輸油管道運用較多，現正在被篩選。其長處是質料來歷廣，造價低。缺陷是不耐細菌腐蝕，物理功能差，施工環境惡劣。

（2）氯磺化聚乙烯涂料-玻璃纖維布涂覆層。這種辦法防腐作用較好，施工溫度規模廣，可與陰極維護合作運用。但外表處理請求高，涂層較薄，機械強度低。曾在上海黃浦江引水工程中運用。

（3）環氧煤瀝青涂料-玻璃纖維布涂覆層。這種辦法耐化學、電化學腐蝕性好，耐細菌腐蝕，機械強度高，適用規模廣。可與陰極維護合作運用。缺陷是不能在低溫（0℃以下）施工，外表處理請求高。現在在城市污水處理工程上運用較多。

（4）聚乙烯絕緣膠帶包覆防腐層。這種辦法施工便利、易修補，防腐功能好。可是機械強度低，耐陰極剝離功能差，不宜與陰極維護配套運用，在異型件上密封性差。在石油和天然氣運送管道運用較多。

（5）熔結環氧涂層。熔結環氧涂層的長處是防腐功能好，機械強度高，施工效率高，與陰極維護有杰出的合作。但涂層施工要在車間內進行，現場修補時要選用其它辦法（如液態環氧樹脂）、熔結環氧涂層在國外運用較為遍及。

2.采用陰極保護技術。采用犧牲陽極對污水系統進行保護是一種成熟的工藝技術，并已經取得了滿意的效果。

3.改變污水的化學性質。如調節污水pH、添加阻垢劑、緩蝕劑等，這也是各原油處理廠現在通常采用的方法，但此種方法運行成本較高。

4.設備安裝應確保工程施工質量。做好防腐處理，減小縫隙腐蝕。杜絕跑、漏、滴等現象。嚴重點蝕、坑蝕區域以及由于管材質量和焊縫腐蝕等造成的砂眼、穿孔可采用金屬修補技術填補修復。