輸油管道腐蝕泄漏失效原因分析

孫海星

【摘 要】論文以某一出現腐蝕泄漏的輸油管道為例，首先對其腐蝕泄漏的情況進行了簡單分析，然后從理化分析和微觀分析兩個方面對輸油管道腐蝕泄漏的原因進行了探究，最后對輸油管道的穿孔原因和導致腐蝕的因素展開了論述。

【Abstract】This paper takes an oil pipeline with corrosion leakage as an example， firstly， the corrosion and leakage is analyzed simply， and then from two aspects of physical and chemical analysis and microscopic analysis， this paper explores the causes of the leakage of pipeline corrosion and leakage， at last， the causes of perforation and the factors causing corrosion are discussed.

【關鍵詞】輸油管道；腐蝕泄漏；原因分析

【Keywords】oil pipeline； corrosion and leakage； cause analysis

【中圖分類號】TG174.36 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）07-0135-02

1 引言

在油氣工業中輸油管道是其主要的運送通道，較之一般的海運、陸運在成本和穩定性上都更有優勢，但輸油管道腐蝕泄漏問題則一直是輸油管道在使用過程中經常遇到且十分棘手的一個問題。文章以某一實際發生腐蝕泄漏的輸油管道出發，通過理化、微觀分析的方式，對導致其出現腐蝕泄漏失效的原因進行分析，旨在提供一些在輸油管道腐蝕泄漏失效原因方面的觀點，繼而為輸油管道腐蝕泄漏失效防范措施的選擇和使用提供一些可供參考的建議，減少輸油管道腐蝕泄漏問題的發生。

2 輸油管道腐蝕泄漏情況分析

該輸油管道埋設處已有十分明顯的液體從地面噴出的情況，在其周圍的地面上也出現油污的情況，根據確認其屬于φ114*4.5mm型號的管道。在經過圍堵處理后，通過對該輸油管道進行壓力測試，當加壓到1MPa時，該管道出現了十分嚴重的泄漏情況，經過兩次測試后，該管道出現的泄露處達到30余處。考慮到該輸油管道存在的泄露處過多，為避免繼續使用導致的嚴重環境污染問題，決定停止使用。此外，根據現場調查發現，該輸油管單發生泄漏的部分，均位于管道的底物，其運輸的介質為油水混合物，其中水質量分數為50%，氯離子的質量濃度達到21000mg/L。

3 輸油管道腐蝕泄漏原因研究

3.1 理化分析

理化分析主要包括宏觀形貌的分析、無損探傷、化學成分分析、金相分析和力學性質分析幾種。

通過宏觀形貌分析發現，在該節輸油管道存在著一處長7.6cm、寬11mm的條帶狀腐蝕孔，同時還存在著一縱向上的未穿孔點狀腐蝕坑帶。在無損分析方面，采用游標卡尺測量其厚度，發現輸油管的壁厚為0.44cm，通過對樣品的失效部分進行超聲探傷，未發現其他缺陷。化學成分檢測結果如表1所示，其屬于正常范圍內。力學性能檢測結果如表2所示，其屬于正常標準之中。金相分析，基于GB/T10561、GB/T13298、GB/T6394標準進行檢查，失效輸油管參數均在正常范圍內。

3.2 微觀分析

將輸油管道的失效部分，在電子顯微鏡下通過掃描進行能譜分析。結果顯示在其表面覆蓋處存在一些松散的腐蝕產物，并存在大量的Cl、Fe、C、O等元素于其中。輸油管道內壁泄漏孔片狀腐蝕產物進行能譜分析，發現在靠近介質的部分存在Cl、Fe、C、O、Al、Si、Ba、S等元素，靠近中心位置主要由Cl、Fe、O組成[1]。

4 探究結果

4.1 輸油管道腐蝕泄漏失效機理

在經過力學性質、化學成分以及金相組織等一系列的霧化檢查分析后發現，失效輸油管道在物化性能上均符合國家標準，因此排除是材料原因導致輸油管道出現失效的問題。從失效輸油管道的穿孔宏觀形貌以及外觀形貌上觀察，其失效的總區域較大，在內部且存在著大量的腐蝕產物，腐蝕孔的位置集中于管道的底部，并從內部逐漸向外擴展，形成穿孔，因此可以斷定輸油管道出現穿孔是由內部的腐蝕因素導致的，而從腐蝕的形貌上觀察，具有十分典型化的點腐蝕特征，和輸油管的內壁輸送的流動介質也存在著一定的關聯。從微觀分析的腐蝕產物的成分上觀察，通過微觀能譜分析線顯示，在腐蝕產物中存在大量的Cl、Fe、C、O元素，并且在Cl元素的含量上最高，因此可以斷定Cl是導致腐蝕發生的直接因素，而對于C、O元素可以擱置不以談論，但不排除其可能性[2]。

基于以上分析，輸油管道腐蝕泄漏失效機理為：穿孔腐蝕洞是從一開始一個小點逐漸向外進行腐蝕擴大，最后出現穿孔，而Cl-則正好具有破壞金屬氧化膜的作用，因此可以形成坑蝕或點蝕，在Cl-的含量越高的部分越易發生腐蝕的情況。輸油管在使用的過程中，因為接觸到Cl-或是其他存在高腐蝕性的物質后，便開始在內壁中存在的缺陷處進行匯聚，繼而對該部門進行腐蝕，而隨著輸油管道的使用不斷進行，越來越多的Cl-在腐蝕坑內匯集，因此在坑內的Cl-濃度越來越大，Fe被不斷的溶解，然后又被管道內的流體物質攜帶遷移，致使腐蝕孔不斷擴大，最后出現穿孔的問題[3]。

4.2 管內腐蝕因素

通過上文的分析可知，輸油管道腐蝕泄漏失效是因為管道內的Cl-導致的腐蝕作用，最后致使穿孔問題的發生，但是導致Cl-匯聚，濃度偏高原因并不單一，可能是運輸介質的成分原因，也可能是輸油管道自身的材料原因，還可能是輸運的方式等等，具體主要存在著以下四個方面的影響因素：endprint

首先為管道的運輸介質的流態。在輸油管道的使用中，流態和諸多因素都有直接關系，包括介質組成、流體粘度以及流速等等。當管內環境為低的液、氣相速度之下時，常波狀的層狀流，特別是在一些水平的管道內，極易出現分層的問題。如本文選取的管道，其底部腐蝕嚴重，就是和流體分層的原因有關。

其次為施工現場接觸腐蝕性介質。在很多輸油管道的鋪設過程中，難以避免的會導致一些具備腐蝕性的物質殘留在隧道及管道內。從本文選取管道的使用情況觀察，其實在完工后半年投產，同時穿孔點位于管體的底部，因此極有可能是在輸油管道的試壓環節滯留了腐蝕性物質在管道底部。

再者還可能是多重因素共同影響。以本文研究失效管道為例，其出現腐蝕泄漏的原因，可能是在管道試壓后，出現腐蝕介質的殘留，然后沒有及時使用，導致在管道正式使用前就已經出現了一些細微的腐蝕點。在使用后，在運輸介質的流態上出現分層，大量的Cl-位于底部，繼而在已形成的腐蝕孔聚集，進一步對腐蝕孔產生腐蝕作用，最后在經過一段時間后，腐蝕孔不斷擴大，最后穿孔導致輸油管道腐蝕泄漏問題發生。

最后還存在一些其他腐蝕因素，例如當輸油管道內的運輸介質流速不斷提升時，會導致腐蝕介質和管道之間的接觸增多，同時也會對管道的自身材質造成一定的沖刷，在此相互作用力的情況下，導致管道的腐蝕問題出現。從文章選取失效管道存在條形腐蝕帶的情況上，也說明了這一點。此外溫度、壓力以及微生物等因素也可能導致管道出現腐蝕的情況。

5 結論

綜上所述，通過本文的分析可知文章所選取的失效輸油管道，在其物化性能上均能滿足國家在該方面的標準要求，因此管道的材料質量不是導致腐蝕泄漏問題發生的主要原因。通過微觀分析得知，管內底部的高濃度Cl-導致的腐蝕作用是致使管內出現穿孔的主要原因。在輸油管內腐蝕因素的致使因素上也集中于多個方面，包括運輸介質的流態、施工現場接觸腐蝕性介質、多重因素共同影響以及其他腐蝕因素。

【參考文獻】

【1】羅會久，孫斌，邱容美，等.站場管道的導波檢測技術[J].油氣田地面工程，2013（7）：22-23，24.

【2】吳丙山.淺析輸油管道泄漏檢測技術[J].建筑工程技術與設計，2016（20）：566-566.

【3】胡鑫.站間輸油管道泄露監測方法的研究[J].信息系統工程，2016（8）：88.endprint