油氣站場埋地工藝管道腐蝕與防控

唐維琴　趙冬梅

摘? 要：本文通過分析管道腐蝕危害，以濱海儲運(yùn)庫站內(nèi)工藝管道腐蝕現(xiàn)狀為例據(jù)，就站場埋地工藝管道腐蝕原因進(jìn)行了深入分析與論證，明確了我國油氣站場埋地工藝管道腐蝕的主要原因，并從優(yōu)化防腐層、實(shí)施區(qū)域陰極保護(hù)等方面對加強(qiáng)管道腐蝕防控提出了針對性建議。

關(guān)鍵詞：油氣站場;埋地管道;腐蝕防控

1 腐蝕及危害

腐蝕是金屬材料和環(huán)境介質(zhì)在相界面上反應(yīng)作用的結(jié)果，因而金屬腐蝕可定義為“金屬與其周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞”。它存在于國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

在油氣開采、集輸處理、儲運(yùn)生產(chǎn)中，金屬腐蝕發(fā)生在各個(gè)部位和每個(gè)過程，其危害性十分嚴(yán)重。管道腐蝕將直接影響管道使用壽命、增加生產(chǎn)成本，隨著管道使用年限增長，管道腐蝕概率增大，因腐蝕導(dǎo)致管道失效的事故時(shí)有發(fā)生，與站場安全生產(chǎn)息息相關(guān)。站內(nèi)埋地管道腐蝕穿孔不易發(fā)現(xiàn)，待發(fā)現(xiàn)時(shí)一般泄漏較為嚴(yán)重，維搶修時(shí)難以確認(rèn)泄漏點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致場站整體停運(yùn)。

2 腐蝕現(xiàn)象

本文以大港油田濱海原油儲運(yùn)庫為例對油氣生產(chǎn)站場埋地工藝管道腐蝕情況開展了調(diào)研。通過抽樣開挖檢測，對該站埋地工藝管道腐蝕情況給出了定性及部分定量評價(jià)，并對地下管道腐蝕特點(diǎn)有了直觀清晰的了解及認(rèn)識。通過歸類整理，該站地下工藝管道（含管溝內(nèi)管道）腐蝕情況主要分為兩大類。一是長期處于潮濕環(huán)境下的工藝管道腐蝕嚴(yán)重，二是埋地工藝管道普遍存在防腐層破損及管體腐蝕現(xiàn)象;而附加有區(qū)域陰極保護(hù)的埋地管道暫無明顯腐蝕，管道保護(hù)效果較好。

總結(jié)埋地工藝管道腐蝕特點(diǎn)，主要有兩點(diǎn)。首先，埋地保溫管道腐蝕程度明顯高于埋地不保溫管道。經(jīng)超聲波壁厚檢測評價(jià)，該站埋地不保溫管道腐蝕程度基本為輕微腐蝕和一般腐蝕，而埋地保溫管道腐蝕程度主要為一般腐蝕和嚴(yán)重腐蝕，并在開挖檢測過程中發(fā)現(xiàn)，管道保溫層被破開后內(nèi)部保溫材料存在不同程度的積水現(xiàn)象，管體腐蝕相對嚴(yán)重。其次，管道出入地處管段、彎頭、三通、T接等焊接處管段是腐蝕重災(zāi)區(qū);其中管道出入地處管段主要腐蝕部位為埋地端，且普遍腐蝕嚴(yán)重。

3 腐蝕原因分析

分析站場埋地管道腐蝕原因，涉及到材料落后、設(shè)計(jì)不合理、施工質(zhì)量欠佳、陰極保護(hù)欠缺、維修不及時(shí)等多種因素，下面針對前四項(xiàng)關(guān)鍵原因進(jìn)行闡述說明。

（1）材料落后

在防腐層材料方面，90年代前，國內(nèi)站場管網(wǎng)的防腐涂層仍采用揮發(fā)性溶劑含量很高（30%～ 40%）的溶劑型涂料，例如環(huán)氧煤瀝青、石油瀝青等，溶劑揮發(fā)大、污染重，且易產(chǎn)生針孔等涂層缺陷;國外通常采用揮發(fā)性溶劑含量很少的高固體成份涂料或不含揮發(fā)性溶劑的無溶劑涂料，更加環(huán)保，且涂層缺陷少。

在保溫材料方面，國內(nèi)站場管道保溫材料以硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料為主，該材料吸水性強(qiáng)，一旦老化受損地下水便可滲入保溫層，進(jìn)而加速管體腐蝕;濱海儲運(yùn)庫埋地保溫管道（采暖水及部分原油管道）使用的也是該材料，經(jīng)開挖檢測均證實(shí)管體存在明顯腐蝕。

（2）設(shè)計(jì)不合理

管道（特別是保溫管道）防腐保溫層的整體密封性、材料間的配伍性存在缺陷，是造成管道腐蝕的一個(gè)重要原因。近年來，國內(nèi)站場管道保溫結(jié)構(gòu)多數(shù)為環(huán)氧樹脂/煤焦油防腐涂層+聚氨酯泡沫保溫層+聚乙烯纏帶/鍍鋅鐵板防護(hù)層結(jié)構(gòu);國外保溫管道在各層結(jié)構(gòu)之間，添加了一層熱熔粘合劑，使鋼管、防腐層、保溫層和防護(hù)層合為一體，構(gòu)成牢固的“三防體系”，極大地提高了管道的防腐保溫效果。

（3）施工質(zhì)量欠佳

涂裝方式在一定程度上影響防腐層質(zhì)量和效能，防腐施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)是引發(fā)管道腐蝕的關(guān)鍵原因。由于油氣站場管網(wǎng)口徑不一、直管段較短，很難進(jìn)行工廠預(yù)制，大多不得不采用現(xiàn)場涂覆的涂裝方式，涂裝質(zhì)量或多或少受到現(xiàn)場作業(yè)的影響，涂層厚度不均，容易產(chǎn)生針孔等涂層缺陷;且站場管道彎管和焊縫較多，表面處理難度大，若施工質(zhì)量監(jiān)管不嚴(yán)，除銹未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，則很容易產(chǎn)生表面處理死角，大大降低涂層對鋼管的附著性，導(dǎo)致涂層易剝離、脫落，嚴(yán)重縮短了管道防腐層使用壽命。

（4）陰極保護(hù)欠缺

國內(nèi)油氣站場埋地管網(wǎng)多數(shù)僅采用防腐涂層保護(hù)，只有少數(shù)站場采用犧牲陽極的辦法對部分埋地管道實(shí)施了區(qū)域性陰極保護(hù)，但應(yīng)用效果有待進(jìn)一步提高。站場埋地或接地金屬結(jié)構(gòu)密集布置，實(shí)施有效的陰極保護(hù)有一定難度，雖少數(shù)站場部分管網(wǎng)實(shí)施了區(qū)域陰極保護(hù)，但由于存在干擾和陰極屏蔽等因素，導(dǎo)致某些部位的陰極保護(hù)不能完全發(fā)揮作用。陰極保護(hù)不到位，站場未實(shí)施區(qū)域性陰極保護(hù)或區(qū)域陰極保護(hù)系統(tǒng)未發(fā)揮有效作用，也是引發(fā)管道腐蝕的原因之一。

4 腐蝕控制對策

由于油氣生產(chǎn)站場管道多為現(xiàn)場涂裝，防腐層質(zhì)量受人為因素及客觀條件所限，容易產(chǎn)生缺陷。埋地管道的防腐層一旦破損，若沒有附加陰極保護(hù)，管體金屬在周圍土壤環(huán)境作用下將很快發(fā)生腐蝕破壞，建議對站場埋地管網(wǎng)實(shí)施區(qū)域性陰極保護(hù)，可優(yōu)先對重要埋地工藝管道進(jìn)行配置，并逐步推廣。

優(yōu)化防腐層，可從嚴(yán)格施工要求、嚴(yán)格防腐材料的選材、優(yōu)化防腐層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和提高防腐等級幾方面入手。

嚴(yán)格防腐層施工，首先應(yīng)提高管體表面處理質(zhì)量，對管體進(jìn)行除銹處理時(shí)應(yīng)以機(jī)械噴砂為主，對于噴砂死角，可輔以手工除銹方式;處理后的管體表面應(yīng)保證無油污、灰塵，除銹質(zhì)量應(yīng)同時(shí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》及產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格書的要求，表面處理等級至少應(yīng)達(dá)到Sa2.5以上，錨紋深度最好在40～70um之間。其次，應(yīng)保證在管體表面溫度高于露點(diǎn)溫度3℃以上、相對濕度低于80%、環(huán)境溫度高于0℃或低于50℃條件下方可進(jìn)行防腐施工。再者，除銹合格的管體表面應(yīng)在6 h內(nèi)涂敷涂層;為防止涂層起泡，涂層干膜厚度不宜高于1.4mm。此外，出入地處管段易受外物破壞，應(yīng)加強(qiáng)防腐處理，建議防腐高度至少超出地面20cm，并采用防紫外線纏帶對地面防腐層進(jìn)行防護(hù)處理，避免后續(xù)使用中管道受地面積水滲入和陽光長時(shí)間照射影響導(dǎo)致防腐層失效進(jìn)而引發(fā)管體腐蝕。

5 結(jié)束語

近年來，隨著管道及站場完整性管理的逐步推進(jìn)與落實(shí)，我國油氣管道站場管網(wǎng)的腐蝕控制取得了較大進(jìn)展，但，由于種種原因造成的管道腐蝕穿孔事故仍時(shí)有發(fā)生，結(jié)合我站管道腐蝕管控經(jīng)驗(yàn)，針對油氣站場管網(wǎng)腐蝕現(xiàn)狀，提出以下幾點(diǎn)建議。

（1）建議進(jìn)一步引進(jìn)、開發(fā)性能優(yōu)異，適合于站場施工的新型管道防腐材料和修復(fù)技術(shù)。

（2）加大對油氣站場管網(wǎng)腐蝕管理的重視及資金支持，加強(qiáng)對站內(nèi)管道的檢測及監(jiān)測、維護(hù)與維修，同時(shí)對比吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)及前沿技術(shù)，大膽實(shí)踐創(chuàng)新，強(qiáng)化預(yù)防機(jī)制，合理實(shí)現(xiàn)腐蝕受控管理。

（3）在對站場埋地管網(wǎng)實(shí)施區(qū)域性陰極保護(hù)時(shí)，應(yīng)確保陰極保護(hù)的有效性，避免陰極屏蔽及外界電流干擾;此外，建議加強(qiáng)對專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)，增強(qiáng)技術(shù)支撐力量，以提高管理質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1].閻慶玲、陳洪源、趙君等. 油氣站場埋地管網(wǎng)腐蝕控制技術(shù)[J]，化工設(shè)備與管道，2009，04：46-02