壓力管道系統腐蝕防護技術研究

王 毅 張樂樂

山東省特種設備檢驗研究院魯特檢驗檢測有限公司 山東 濟南250000

引言

石油化工以及油氣輸送等領域,由于其行業的特殊性,使得壓力管道得以廣泛的應用。根據相關部門的數據統計,到2019年底,我國的壓力管道總長度接近50萬公里,在油氣運輸行業,壓力管道是進行輸送的主要方式,但在輸送的過程中存在一定的風險。如果出現泄漏或者爆炸的情況,不但會引發火災或者中毒等問題,還有可能對人們的生命財產造成威脅并且造成較為嚴重的環境污染,對社會的正常運轉會產生較大影響,因此必須想辦法保證壓力管道的輸送安全。

1 壓力管道腐蝕破壞的類型

壓力管道管體材料在使用的過程中,受外部環境、管道壓力以及運輸介質的影響,會出現壁厚變薄以及力學性能變化等情況,從而導致管道的承載能力下降進而會造成管道破壞,即壓力管道腐蝕。根據破壞形式的不同,腐蝕有全面腐蝕與局部腐蝕兩種。

全面腐蝕指的是金屬管道的內部或者外部在較大面積上出現基本一樣的腐蝕類型,壓力管道的內部受到輸送介質的腐蝕,而外部則受到土壤或者空氣環境等的腐蝕,當出現全面腐蝕的情況時,壓力管道系統的強度與穩定性會出現比較明顯的下降情況。

局部腐蝕指的是壓力管道系統中的某一段的某一部位出現腐蝕情況,包括縫隙腐蝕以及應力腐蝕等多種腐蝕,其表現為管道外觀會出現點坑以及凹槽等。局部缺陷可能會使得管道系統的局部出現穿孔泄漏的情況,危險性較高,其主要有突發性、復雜性以及集中性等特點。比如點腐蝕,主要表現為斑點和潰瘍,這種腐蝕主要集中在管道表面很小的范圍內,但深度較大并會向內部逐漸擴展,嚴重時便會導致管壁出現穿孔的情況。

2 壓力管道腐蝕防護技術

壓力管道受制造材料、外部環境以及使用年限等多種因素的影響,會出現管道的腐蝕防護系統失效的情況。而使用環境不同的管道,防腐技術也存在差異,例如油氣輸送中常用的架空管道與埋地管道。

架空管道主要受大氣環境的腐蝕,通過噴涂防腐漆能夠起到較好的防護效果。而埋地管道由于外部環境比較復雜,因此通常采用防腐層與陰極保護共同作用的方式。壓力管道的腐蝕程度與外防腐層的質量直接相關,同時陰極保護的運行參數以及管道周圍的土壤腐蝕程度也會對壓力管道的腐蝕產生較大影響。埋地管道因為鋪設于地下,不但需要承受偶發的自然災害的影響,還需要一直承受土壤的腐蝕作用,因此埋地管道的外腐蝕防護就顯得尤為重要。只有選擇合適的外防腐材料,按照標準保證防腐層的質量,才能夠保證壓力管道具有較好的防腐效果。

在對壓力管道進行設計選擇以及安裝維護的過程中,可以采取以下措施,能夠一定程度提高管道的抗腐蝕能力,具體有:(1)在進行管道設計的過程中,選擇和輸送介質相匹配的材料,即不會與輸送介質發生化學反應。(2)在選擇管道的內外防腐層材料時,應結合具體的使用環境以及輸送介質,并且防腐層需要均勻致密的涂在管道的金屬表面上,如果是埋地管道,則還需要采用陰極保護系統。(3)強化施工過程中的管控工作,確保壓力管道不會由于施工質量問題而出現抗腐蝕能力下降的情況。(4)定期對輸送介質中腐蝕介質的含量進行檢測,如果發現升高,則應及時的采取措施,具體有降低腐蝕介質含量以及添加緩蝕劑等措施。

3 管道防腐蝕運行管理技術

結合實際的工作經驗,總結出以下幾點能夠提高壓力管道防腐運行管理的措施:

(1)相關單位應建立健全壓力管道系統的安全管理制度,采取多種安全防護措施,定期對管道進行巡檢與維護,在日常檢查中應對管道外防腐漆或者防腐層的破損情況或者剝離程度以及陰極保護參數等是否合適進行記錄,如果發現問題則應及時的處理。

(2)按照相關要求,應對壓力管道進行定期檢查,并且每一年度應進行較為全面的年度檢查。定期檢查應按照檢驗的有效期限向有資質的檢驗機構進行申報,對于檢驗人員提出的相關防腐問題應及時的進行整改。年度檢查主要有相關單位自行進行,或者委托有資質的機構進行,從而確保壓力管道的防腐效果達到要求。

(3)對壓力管道進行完整性管理工作,識別壓力管道系統中存在的危險源,及時的采取風控措施,將風險控制在能夠接收的范圍內,從而確保壓力管道安全、經濟、可靠的運行。

4 管道腐蝕防護安全現狀評價

(1)管道本身質量情況。例如壓力管道的實際是否能夠滿足有關標準;防腐措施是否到位;管道中使用的相關元件是否有相應的質量合格證書;施工質量是否有保障,施工完成后是否對管道防腐層的完整性以及陰極保護的有效性進行了檢查。(2)管道運行安全管理。操作人員的教育培訓情況、相關維護檢修制度的執行情況以及是否對管道存在隱患以及風險進行排查解決等。(3)日常檢查。是否按照指定的方案進行定期檢查,對容易出現腐蝕的部位是否進行了重點的監測與檢查,管道防腐系統是否健全,在進行年檢時是否對管道的壁厚進行了測定等。(4)安全防護措施。是否設立了相關的安全警示標示,介質泄漏檢測系統等是否正常運行;管道腐蝕監控措施是否完善等。(5)工作環境。管道的周邊環境同設計時是否存在較大變化等。(6)施工單位是否按照要求進行施工。(7)地質災害安全防范措施。(8)定期檢驗檢測情況。

通過進行上述的安全評價,運營單位能夠準確的掌握壓力管道的運行情況,能夠及時的發現問題并解決,從而保證了管道的安全穩定運行。

5 結語

壓力管道對輸送油氣等資源非常重要,而腐蝕對其穩定運行會產生較大威脅,本文通過對腐蝕的原因進行分析,提出具體的防腐措施,對壓力管道的安全可靠運行有重要意義。