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油气集输管道的腐蚀机理及防腐蚀技术研究

发布时间:2020-05-13 17:24所属平台:学报论文发表浏览:

摘要:油田管道的腐蚀包括土壤腐蚀、硫化氢腐蚀及二氧化碳腐蚀等,管道防腐既要从外部做好防护,又要做好内防腐蚀工作。本文分别介绍了集输管道的内、外腐蚀机理,并提出了相关的防腐技术,对管道的铺设和腐蚀防护具有重要的指导意义。 关键词:油气集输;管

  摘要:油田管道的腐蚀包括土壤腐蚀、硫化氢腐蚀及二氧化碳腐蚀等,管道防腐既要从外部做好防护,又要做好内防腐蚀工作。本文分别介绍了集输管道的内、外腐蚀机理,并提出了相关的防腐技术,对管道的铺设和腐蚀防护具有重要的指导意义。

  关键词:油气集输;管道腐蚀;机理;防腐技术

油气藏评价与开发

  随着我国国民经济的快速发展,石油、天然气及炼化产业也发展迅速,油气集输管道数量与日俱增,管道腐蚀问题日益突出,造成管道发生跑、冒、滴、漏等,不仅造成国家资源浪费,给相应企业造成巨大经济损失,还破坏生态环境。因此,必须摸清油气集输管道的腐蚀机理,采用相应的防腐蚀技术,做好管道防护措施,将管道腐蚀危害降到最小程度。

  1油气集输管道防腐蚀的重要性

  新时期发展以来,我国经济呈现出快速发展的趋势,在这种环境下,对于油气的需求量不断上涨。油气集输管道主要的作用是用来输送石油与天然气,由于物质自身的特点,管道极易产生腐蚀变化。造成油气集输管线发生腐蚀问题的主要原因是由于油气中所含有的二氧化碳、氧、硫化氢、氯离子等化学成分,这些物质与金属管道的内部直接接触,就会发生化学反应,在长期作用下管道内部逐渐出现沙眼、穿孔等问题,如果严重的话就会产生泄露,这给油气集输工作带来很大的安全隐患,不仅容易引发安全事故造成人员伤亡,还会产生巨大的经济损失。

  通过多年的研究与分析发现,造成管道腐蚀问题容易产生以下几方面的危害:第一,对设备、管道造成极大的损坏;第二,威胁油气输送工作的顺利进行,甚至引发污染问题;第三,威胁工作区域的环境安全,打扰员工的生命健康;第四,造成严重的流失浪费,产生一定的经济损失。总而言之,油气集输管道腐蚀问题的发生危害是非常严重的,必须认清产生腐蚀的主要因素,从根本出发解决管道腐蚀问题,这对于油气集输管道的运输安全具有重要意义。

  2油气管道腐蚀原因分析

  2.1电化学腐蚀

  一般情况下,油气管道的埋设方式主要分为管道填埋的方式进行。而采用填埋的方式,土壤中由于含有含水量以及酸性等物质就会影响到金属管道的质量,久而久之就会出现化学腐蚀问题。以管腐蚀情况下电化学腐蚀情况作为实例分析,由于考虑到油气流动过程中需要克服其粘贴的阻力。因此管道的内侧需要具备光滑性,一般情况下管道内侧都会采用电镀的方式对其处理。而电镀层它具备阳性以及阴性两种。虽然通过外电流电镀层达到防腐的目的,但是在操作的过程中,由于电镀层会受到原油期货者是管道外部机械性的损伤而脱落,并且当油气通过一定的静电时,再加上外界条件产生的影响就会出现管网腐蚀情况。

  2.2缝隙腐蚀

  在管网建设的过程中,对其的焊接紧固需要采用不同的金属以及非金属材料固定,但是在焊接的环节过程中,由于各种因素的影响会存在气孔、或者是法兰连接面上存在缝隙等问题。这些问题由于在土壤环境下,它的电化学性质就会发生影响。并且在缝隙的位置上经常会出现污垢,或者是腐蚀严重的影响了管网的完整性。

  2.3应力腐蚀

  应力腐蚀它的形成主要由于油气集输管内部的残余应力以及油气集输管道外应力影响而形成了一种腐蚀破裂问题。同时对于残余的应力而言,有可能是由于管道金属材料的体积变化而形成的同时,它还可能是由于管道内金属材料温度变化后冷却温度不均匀导致的,另外在施工加工过程中,也因为出现变形问题而引起的,一般情况下,危险的应力通常会在断裂撕裂连接法兰的位置上发生移动,进而引起管网腐蚀发生严重的事故。

  3油气集输管道外部防腐蚀技术

  根据油气集输管道外部腐蚀机理,外部防腐技术主要有选用较好的防腐蚀材料、使用防腐蚀涂层、采取阴极保护措施等。

  3.1合理选择管道防腐蚀材质

  通常情况下,对于油气集输管道的材料而言,它的材料主要是钢材组成的。而在油气运输的环节过程中,管道通常会与空气油气的一些成分发生联系进而产生影响,这就大大的影响到了管道的质量以及运输效率。因此在管道材料选择上需要选择质量好性能强的材料,例如玻璃钢塑料等材料,这些材料的性能相对稳定同时还具备环保性。但是这两种材料他也有一定的缺陷,因此在实践过程中需要按照项目的特点以及运输距离的长短进行选择保证材料的选择能够满足运输要求。

  3.2防腐蚀涂层

  管道外部采用防腐蚀涂层是常用的防腐蚀措施。在管道外部喷涂防腐蚀层使管壁与腐蚀介质隔离开来,能够对管道表面起到隔离效果,降低腐蚀效果或者起到电化学保护作用。常用的涂层分为有机涂层、无机涂层和复合涂层等。有机涂层种类繁多,能够较好的抗酸、碱腐蚀,常用的有机涂层有石油沥青、焦煤油防腐蚀涂层、环氧类涂层、橡胶防腐蚀涂层、聚氨酯防腐蚀涂层等;无机涂层具有不易老化、抗磨、耐腐蚀、耐高温等特点,常用的无机涂层有陶瓷涂层、搪瓷涂层、热喷玻璃涂层、水泥涂层等,无机涂层生产工艺相对复杂,成本较高,需要加强研究降低成本,扩大应用规模;有机、无机复合涂层是使用有机材料与无机材料一起加工形成的涂层,通常具有较好的防腐蚀效果,使用寿命也较长。

  3.3阴极保护

  阴极保护能够有效的降低油气集输管道遭受电解质的腐蚀,技术原理是使用金属部件制造一个阴极,在金属部件上通电使其发生阴极极化,使得管道表面的电子发生迁移,从而有效的保护管道免遭腐蚀。

  一般情况下,常用的阴极保护措施可以分成2种,分别是牺牲阳极保护法与外加电流阴极保护法。①牺牲阳极保护法。该方法的应用主要是在管道上连接合金与低电位的材料,使其能结合成为一个新的腐蚀电池,该保护的方法原理主要是通过电极电势形成一个腐蚀电极,从而给金属管道提供一个防腐蚀的表层。②外加电流阴极保护法。该方法主要是将直流电源的负极连接在管道上,而将另外一个辅助阳极在电源的正级上连接,使其能形成一个较大的电位差,从而能够有效的对电流电压进行调节,该方式在长距离管道防腐蚀上起到的作用比较显著。

  4油气集输管道内部防腐蚀技术

  4.1管道内部衬里及涂层防腐技术

  管道内衬里一般使用玻璃钢符合材料,其钢管强度高、耐腐蚀性强,能够减少高温高压环境对管道的损害作用。管道内涂层是在内壁上喷涂防腐蚀涂层,起到隔离管道内腐蚀性流体的效果,从而减少管道内腐蚀的发生,能够大大节省管道维修费用,提高油气集输效率。常用的管道内涂层有聚氨酯、环氧树脂和环氧粉末等。

  4.2管道内缓蚀剂防腐蚀技术

  缓蚀剂是一种能够抑制管道内部金属或合金腐蚀的化学药剂,通过改变腐蚀金属表面的状态或者降低腐蚀过程发生的速率,达到保护金属管道内壁的效果。缓蚀剂有无机缓蚀剂和有机缓蚀剂,按电化学作用机理有可分为阴极缓蚀剂、阳极缓蚀剂或混合缓蚀剂。缓蚀剂一般用量较少,使用的效率高,能够有效保护内壁,提高管道使用寿命。缓蚀剂易随介质流动,因此适用于循环或者半循环管路中。

  结语:

  总而言之,在油气集输管道防腐蚀过程中,想要切实的提高防腐效果促进企业的发展,就需要在工作中间影响管道腐蚀的原因找出来,然后采取有效的防腐蚀技术进行处理,同时,还需要做好管道的维护保养工作,唯有如此,才能提高油气集输管道的运输效率。

  参考文献

  [1]聂永臣,何敏,苏继祖,等.油气集输管道内腐蚀及内防腐[J].油气田地面工程,2015(1).

  [2]周阳.油气集输管道的腐蚀机理与防腐技术研究[J].化工管理,2016(21).

  [3]付程,楚悦.油气集输管道腐蚀与防腐措施研究[J].化工管理,2016,(27):203.

  石油方向论文投稿刊物:《勘探地球物理进展》由中国石化股份有限公司石油勘探开发研究院南京石油物探研究所主办,是一份面向国内外公开发行的中文科技期刊。报道内容覆盖地球物理及其工程的各个领域,并以发表综合评述、信息技术和国外地球物理新技术为特色,强调先进性、实用性和信息性并重,注重全方位反映地球物理及相关技术研究和应用的最新进展。

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