冉允軍
(大慶油田工程建設有限公司國內工程事業部西南分公司,黑龍江 大慶 163000)
石油化工管道的管線一般比較長,出現的腐蝕問題也并不相同,可以分為內腐蝕與外腐蝕,簡單地來說就是管道內壁腐蝕與管道外壁腐蝕。管道內壁腐蝕主要與油氣的質量有關,管道屬于金屬材質,難免會受到油氣中雜質的影響,管道外壁腐蝕主要與運行環境有關,因為管線較長,所以穿越的環境也比較復雜,與土壤直接接觸時更容易受到水分中鹽物質的影響。若此時管道的涂層不均勻,那么就容易在不同環境下出現不同的腐蝕情況。
石油化工管道出現外腐蝕的問題主要是因為環境因素引起的,與管道采用的防腐材料質量相關,受到土壤中雜散電流的腐蝕等。比如化學腐蝕情況,電介質與管道金屬表面產生了破壞性的化學作用,也會生出腐蝕產物;電化學腐蝕的情況是石油化工管道常見的腐蝕問題,受到離子導電介質的影響,同樣會對金屬管道的表面產生具有破壞力的電化學作用;細菌腐蝕的情況是土壤中的環境中含有硫酸鹽并且處于缺氧的條件,有機物與細菌生物膜中的氫元素就會還原成硫化物,而細菌的產物就會對金屬管道產生腐蝕作用。此外,還包括土壤腐蝕,因為土壤中的縫隙會存在水與空氣,水中的鹽分會使土壤具有離子導電性,但一般只有酸性較強的土壤環境中,才會出現嚴重的腐蝕問題[1];
企業可以采取涂層保護的方式,比如在管道的外壁涂刷瀝青、聚乙烯膠帶等材料,但是長期運輸的石油管道中還是多使用瀝青與玻璃布包裹的方式,因為管道外壁的防腐技術比較多,所以技術人員一般會通過腐蝕的原理來選擇與之對應的方式,目前國內主要選擇的防腐材料是熔結環氧粉末涂層,最新的防腐技術是鋼制管道橡膠硫化外防腐技術,可以對以往防腐材料性能方面的不足加以彌補。電化學保護的方法主要是陰極保護,有時即使在管道上采取布設防護層的方法,也會存在一定的缺陷,如果防腐層上出現了小孔,那么腐蝕問題就會隨之加劇,所以技術人員可以采取陰極保護的方法,使腐蝕產物與金屬管道之間不會產生反應,那么管道就會免受腐蝕的問題[2]。
管道中運輸的石油與天然氣中含有一定的二氧化硫及二氧化碳等物質,具有一定的腐蝕性,所以管道內壁會受到影響,并且在一定環境下,可能會導致管道內壁穿孔。如硫化氫腐蝕金屬的問題,因為硫化氫屬于比較強的酸性介質,在金屬出現裂紋時,硫化氫的成分會加劇金屬的脆化,導致金屬開裂。在多相流腐蝕環境中,管道受到的影響還分為沖蝕環境、腐蝕環境,其產生的段塞流是非常嚴重的,在多重作用下,水層會在管道中的下層,油成分則處于上層,油與水的流速是不同的,因此產生的段塞流就會對管道的內壁形成摩擦,有時管道頂部可能會出現結露腐蝕。
因為管道內壁的腐蝕是由介質及內部的環境引起的,所以技術人員可以在其中加入少量的緩蝕劑,對腐蝕的過程加以控制,許多油氣開發的現場都會使用有機緩蝕劑,可以在實踐應用中取得理想的效果。而且緩蝕劑的成本并不高,操作比較簡單,可根據運行環境受到的腐蝕問題嚴重與否,適當的調節緩蝕劑的濃度。或者技術人員可以在管道內壁設置內涂層,借助相關檢測器材檢驗管道內壁是否光滑,依照光澤度來判斷內壁的腐蝕情況,其原理在于在管道內壁建立一個隔離層,將金屬材質的管道與介質之間隔離開,就能夠起到一定的防腐蝕作用,也可以有效的減少安全事故。
石油化工管道的防腐技術應用需要技術人員依照實際的腐蝕條件來做出應對方案,不同的腐蝕條件有不同的應對方案,技術人員要根據情況選擇,一方面要考慮防腐技術的應用效果;另一方面要考慮到技術應用的成本,從綜合角度來設計防腐技術應用方案,也可以研究新的防腐技術,降低管道防腐的成本。