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輸油管道腐蝕種類及防腐辦法

作者:jzaotai  來源:本站  發表時間:2019/3/19 20:20:38  點擊:1258

隨著國民經濟的發展,管道輸油的優點日益突顯出來。輸油管道基本上都采用碳素鋼無縫鋼管、直縫電阻焊鋼管和螺旋焊縫鋼管。輸油管道的敷設一般采用地上架空或埋地兩種方式。但無論采用那種方式,當金屬管道和四周介質接觸時,由于發生化學作用或電化學作用而引起其表面銹蝕。這種現象是十分普遍的。金屬管道遭到腐蝕后,在外形、色澤以及機械性能方面都將發生變化,影響所輸油品的質量,縮短輸油管道的使用壽命,嚴重可能造成泄漏污染環境,甚至不能使用。由于金屬腐蝕而引起的損失是很大的,因此,了解腐蝕發生的原因,采取有效的防護措施,有著十分重大的意義。埋地鋼質輸油管道在長期的輸油運行過程中由于輸送介質的影響,會對管道主體造成嚴重的腐蝕,致使管道存在潛在的運行風險。利用先進的導波檢測手段對沿線的重點地穿越、跨越及管線低點閥室情況進行檢測,通過對管道的防腐層及陰極保護做全面檢測與評價,全面掌握管道的腐蝕狀況,對下一步運行提出合理化運行方案。
  1、輸油管道腐蝕狀況陰極保護系統檢測
  1.1 陰極保護原理
  由于金屬本身的不均勻性,或由于外界環境的不均勻性,都會在金屬表面形成微觀的或宏觀的腐蝕原電池。
  1.2 鋼質管道腐蝕檢測手段
  目前,通常情況下,對于鋼質管道腐蝕狀況檢測手段主要采用常規參比電極法、CIPS(密間隔電位測試)、DCVG(直流電壓梯度法)法三種。
  1.3 輸油管道不停輸密間隔電位檢測
  密間隔電位測量是國外評價陰極保護系統是否達到有效保護的首選標準方法之一。檢測是在有陰極保護系統的管道上通過測量管道的管地電位沿管道的變化(一般是每隔1~5m測量一個點)來分析判斷防腐層的狀況和陰極保護是否有效。測量時得到ON/OFF兩種管地電位。測量時在陰極保護電源輸出線上串接斷流器,斷流器以一定的周期斷開或接通陰極保護電流,從一個陰極保護測試樁開始,將尾線接在樁上,與管道連通,操作員手持探杖,沿管線每間隔大約 3m測量一點,記錄每個點的ON/OFF電位,得到沿管道長度方向的管對地電位間兩條曲線。為了去除其他電源的干擾,直流電壓梯度法(DCVG)測試技術采用了不對稱的直流信號加在管道上。由一個安裝在陰極保護電源陰極輸端的周期定時中斷器控制。
  2、輸油管道腐蝕種類
  根據金屬腐蝕過程的不同點,可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。
  2.1 化學腐蝕單純由化學作用而引起的腐蝕叫化學腐蝕。例如,金屬裸露在空氣中,與空氣中的O2、H2S、SO2、CI2等接觸時,在金屬表面上生成相應的化合物。通常金屬在常暖和干燥的空氣里并不腐蝕,單在高溫下就輕易被氧化,生成一層氧化皮,同時還會發生脫碳現象。此外,在油品中含有多種形式的有機硫化物,環烷酸它們對金屬輸油管道也會產生化學腐蝕。
  2.2 電化學腐蝕當金屬和電解質溶液接觸時,由電化學作用而引起的腐蝕叫做電化學腐蝕。它和化學腐蝕不同,是由于形成了原電池而引起的。金屬管道與含有水分的大氣,土壤、湖泊、海洋接觸。這些介質中含有CO2、SO2、HCI、NaCI及灰塵都是不同濃度的電解質溶液,金屬本身由于含有雜質,由于鐵元素和雜質元素的電位不同,所以當鋼鐵暴露于潮濕空氣中時,由于表面的吸附作用,就使鐵表面上覆蓋一層極薄的水膜。水的電離度雖小,但仍能電離成H+離子和OH-離子,在酸性介質的大氣環境中H+的數量由于水中溶解了CO2、SO2等氣體而增加。因此,鐵和雜質就似乎放在含有H+、OH-、HSO3-等離子的溶液中一樣,形成了原電池。鐵為陽極,雜質為陰極。由于鐵和雜質緊密地接觸,電化學腐蝕作用得以不斷進行。鐵變成鐵離子進入水膜,同時多余的電子移向雜質。水膜中的Fe2+離子和OH-離子結合,生成Fe(OH)2附著在鐵表面,這樣鐵便很快遭受腐蝕。該腐蝕實際上是在酸性較強的情況下進行的。在一般情況下,假如鐵表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液,則在陽極也是鐵氧化成Fe2+離子,在陰極主要是溶解于水膜中的氧得到電子:陽極2Fe=2Fe2++4e陰極O2+2H2O+4e=4OH-,所以介質中不僅H+離子能引起金屬腐蝕,含有氧時也能腐蝕。
  2.3 腐蝕的防止地下管道的腐蝕主要有電化學腐蝕、雜散電流腐蝕和微生物的腐蝕等。影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和外界介質兩個方面。就金屬本身來說,金屬越活潑就越輕易失去電子而被腐蝕。外界介質對金屬腐蝕的影響也很大,假如金屬在潮濕的空氣中,接觸腐蝕性氣體或電解質溶液,都易于腐蝕。
  3、輸油管道的防腐一般采用如下方法:
  3.1 上管道外防腐根據以往經驗,普遍認好以紅丹油性防銹漆、紅丹醇酸防銹漆等作底漆。這些漆防繡性能好,與鋼鐵表面附著力強。施工現場用樟丹和清油現配,要把握好比例:一般按下面比例配制:樟丹56.6%、清油37.8%。另外,加汽油或煤油5.6%左右,以利調和快干。待底漆干燥后,均勻涂刷兩遍面漆。面漆材料有很多種,但使用較多的為鋁粉漆。鋁粉漆漆膜平滑、堅韌、附著力強,并有金屬光澤。施工現場配制時,其配比為:鋁粉:清油或清漆:溶劑汽油。
  3.2 埋地管道的防腐絕緣
  3.2.1 內防腐由于油品的潔凈度不同,油品中仍殘留一些雜質,水分、微生物,前面也提到過,因為這些殘留物的存在,管道內壁也會形成原電池,造成腐蝕,產生的銹片將嚴重影響油品質量。一般內防腐采用036耐油防腐涂料。該涂料化學穩定性好,機械性能高,不污染油品,使用方便。施工中要求對底材處理,用噴丸除銹,質量應達到國標Sa2.5級。做兩道036-1底漆,再涂兩道036-2面漆。按規定嚴格控制涂漆厚度。
  3.2.2 外防腐埋地管道的防腐絕緣,一般分三級;當土壤電阻率<20Ω時采用特加強絕緣;20Ω≤當土壤電阻率<50Ω時采用加強絕緣;當土壤電阻率≥50Ω采用普通絕緣;施工中按國標除銹,采用環氧煤瀝青和玻璃絲布進行防腐絕緣,其耐油性,耐細菌腐蝕性和優異的抗陰極剝離性,適用于各種環境。
  4、埋地管道的電化學保護除了上述涂料防腐保護外,還可以配合犧牲陽極保護
  在電化學腐蝕中,金屬電位高的為陰極,電位低的為陽極,電流從高電位到低電位,低電位金屬失去電子而被氧化,產生腐蝕。如找出另外一些金屬的電位比管道低,這些電位較低的金屬失去電子而被腐蝕。保護了埋地管道,這種做法叫犧牲陽極保護。一般采用鎂陽極和鋅陽極。具體做法按著《埋地剛質管道犧牲陽極陰極保護設計規范》執行。



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