埋地金属管道外腐蚀原因及防腐措施-职称论文发表

埋地金属管道外腐蚀原因及防腐措施
解先民
摘要：介绍了埋地管道现状及外腐蚀检测情况，并依据管中电流法检测的结果分析了集油管线外腐蚀程度、类型及主要因素，提出了相应的防护措施和日常维护办法，对延长油田埋地管道使用年限和科学合理地制定改造方案，保证安全生产，提高集油管道防腐水平具有一定意义。
关键词：埋地管道腐蚀原因防腐方法
一、埋地管道现状及外腐蚀检测情况
埋地管网是油田生产的关键基础设施，目前，某厂某矿某队集油系统埋地金属管道共67.888 Km，其中使用年限6-10年的有41.344Km，共穿孔12次；11-15年的有7.118Km，共穿孔3次；21-25的有19.426 Km，共穿孔10次。2008年大庆油田设计院采用管中电流法对某队集油系统210条埋地金属管道进行了检测，从而较全面地掌握了管道外腐蚀情况，并依据管道大修及维护原则标准确定了腐蚀严重，需要更换的17条管道，共4.754 Km，占总管网长度的7%，其中有15条单井管线4.474Km，2条站间管线0.28 Km。检测结果表明，严重腐蚀管道的长度占同期投用管道总长度的比例分别为：6-10年的有8.87%，11-15年的有10.95%，21-25年的有9.626%，表明造成管道外腐蚀的原因不仅在于使用年限长短。
二、原因分析
2.1 管壁腐蚀
2.1.1土壤环境因素。埋地金属管道管壁腐蚀与其周围的土壤环境密切相关，某队地处萨区中部，埋地管网区域为2.267K m2，区域内除低洼、杂草空地外，还有生活区、小工业区、道路、水渠和架空高压线等地面设施，致使该区域土壤环境较为复杂。
2.1.1.1局部土壤电阻率低
土壤电阻率直接受土壤颗粒大小及其分布的影响，同时又受土壤含水量和溶解的盐类制约。该地区土壤颗粒小，孔隙率小，水分容易保持，可溶性盐溶于土壤中，成为造成埋地管道腐蚀的电解质。在所检管道中，有190条管道周围土壤电阻率在20~35Ω•m之间，土壤腐蚀性为“中”级；21条管道电阻率在9~16Ω•m之间，土壤腐蚀性为“强”级，其中包含了13条是已确定了的腐蚀严重，需要更换的管道。
2.1.1.2土壤含氧量多变
氧浓差腐蚀是造成金属管道腐蚀破坏的一种主要电化学腐蚀形式。在深度、湿度或性质不同的土壤中，氧含量也不同。处于含氧浓度小的金属管道部位，电位低，成为阳极，金属管道在阳极区遭受腐蚀。开挖21个防腐（保温）层破损点，发现埋于含氧量较小的粘土地带管道的腐蚀情况较为严重。Z50-12井掺水管道腐蚀铁锈产物主要为红棕色、无定型粉状Fe3O4和红棕色、黑色结晶形的Fe2O3。
2.1.1.3土壤中细菌含量较高
土壤中的存在的各类细菌也会造成埋地金属管道的腐蚀，其中硫酸盐还原菌是比较普遍的一种。该队部分埋地管道邻近居民生活区或填埋了垃圾的地段，这些地段土壤中菌类含量很高，细菌腐蚀性极强，检测垃圾地段管道破损点腐蚀产物后，发现存在着含量较多的棕黑色的、六角形结晶形的FeS，细菌腐蚀较明显。
2.1.1.4个别区域杂散电流较大
生产、生活中的用电设施常会在周围土壤中形成杂散电流，对易存在杂散电流的11处高压线附近的土壤进行了测试，有3处最大杂散电流达到0.3V，交流干扰严重性为“强”级，其它区域杂散电流较弱，多数在0.1 V左右。另外，在施工或生产维修中，电焊等设备也会产生杂散电流，但由于其随机性和临时性，可不作重点考虑。故总体来看，杂散电流不是造成该区域管道腐蚀的主要原因。
2.1.2未实施阴极保护
2.2防腐（保温）层破损
防腐（保温）层对避免管道腐蚀起着至关重要的作用，它将管道与周围环境隔开，从而使管壁得以保护。防腐（保温）层材料结构的合理性及完好性，决定着管道的防腐效果。
2.2.1早期管道防腐结构存在缺陷
该队管道始建于二十世纪八十年代中后期，85、86年投用的管道采用的是泡沫-黄夹克防腐保温结构，92—97年之间投用的管道采用沥青¬—泡沫—黄夹克的复合防腐保温结构。99年投用的Z42-7井集油管道局部保温层严重破损后，管壁轻微生锈。
2.2.2外力造成防腐（保温）层破损
（1）在管道建设时，拉运、吊装及敷设过程中会发生磕碰，导致局部防腐（保温）层将受到不同程度的破损，而一些细小裂纹或较小孔洞，若发现不全，补修不及时、不到位，腐蚀性物质就会逐渐浸入，造成保温层局部失效，管壁腐蚀。
（2）在新建地面设施或环境治理工程中，有时需要动土，但在埋地管道位置确定不准情况时，施工将导致部分埋地管道覆土过浅、管道局部露出地面，甚至会直接碰损防腐层和管壁，覆土浅和漏出地面的防腐层又容易再次受到外力损伤，且自然老化速度快。高128-34井管道露出地面受损后，黄夹克脆裂，并沿管道纵向逐渐开裂，防腐层与管道表面分离严重。
三、防腐措施
（1）对严重腐蚀的管道进行更换。由于管线周围土壤环境腐蚀性较强，防腐层可采用防腐性能、密封性能较好的加强级防腐胶带结构，可有效地抑制氧腐蚀和菌腐蚀。建议采用的防腐保温结构为：防腐层（胶带底漆防腐胶带，搭接宽度为50%胶带宽度）—耐温型硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层—聚乙烯防护层。
（2）对局部腐蚀、保温层破损管道进行局部更换或修补。防腐结构较完好，管壁局部腐蚀严重的管道可采取局部更换，管端防水处理和现场补口严格按SY/T0415-96的要求进行。管壁腐蚀轻微、防腐层结构局部破损的管道，可依据SY/T0415-96等相关防腐保温层技术标准对防腐层进行局部修补。
四、结论
（1）进一步强化调查工作，在制定管道更新改造工程前，对埋地管道腐蚀情况进行全面检测、评估尤为必要，掌握管道周围腐蚀环境和管道腐蚀状况，合理选用外防腐材料，细化大修、更新和管道防护方案，扭转仅依据管道建设时间，盲目“以换代修”作法，从而减少投资，提高效益。
（2）保证施工质量，按要求精细作好施工各环节工作，最大限度地减少对防腐结构的损伤，严格作好填埋前的防腐层修补，管道埋深达到要求。
参考文献：
[1] 罗英俊，万仁溥.采油技术手册[M].北京：石油工业出版社，2005.