長輸管道的腐蝕與防護

1、長輸管道的腐蝕與防護長輸管道的腐蝕與防護目前，我國石油、天然氣資源的輸送主要依靠長距離埋地管道來實現(xiàn)管材一般為鋼制螺旋焊管。由于長輸管道均采用埋地方式鋪設穿越地段地形復雜土壤性質各異土壤對管道有著不同程度且很強的腐蝕性漏損處也不易及時發(fā)現(xiàn)，且地下管道的維修要進行大量的土方工程，比新建管線還要費工。因此長期、安全、平穩(wěn)的運行是長輸管道首要的任務。如何防止埋地管道的腐蝕破壞長期以來一直是管道工程中的一個重要環(huán)節(jié)。1埋地鋼質管道腐蝕因素分析埋

2、地鋼質管道腐蝕因素分析埋地鋼質管道發(fā)生腐蝕有四大影響因素：環(huán)境、腐蝕防護效果、鋼管材質及制造工藝、四大影響因素：環(huán)境、腐蝕防護效果、鋼管材質及制造工藝、應力水平應力水平。管道的腐蝕破壞是上述諸因素相互影響的結果。1.11.1埋地管道所處的環(huán)境埋地管道所處的環(huán)境埋地管道在工作環(huán)境下受著多種腐蝕主要腐蝕情況有：土壤腐蝕、細菌腐蝕和雜散電流腐蝕。土壤是具有固、液、氣三相的毛細管多孔性的膠質體，土壤的空隙為空氣和水所充滿水中含有一定的鹽使土壤具

3、有離子導電性；土壤物理化學性質的不均勻性和金屬材質的電化學不均勻性，構成了埋地管道的電化學腐蝕條件，從而產(chǎn)生土壤腐蝕。在一些缺氧的土壤中有細菌(硫酸鹽還原菌)參加了腐蝕過程，細菌的作用是參加電極反應將可溶硫酸鹽轉化為硫化氫與鐵作用，產(chǎn)生細菌腐蝕。此種反應因需具備缺氧條件，在低水位、強鹽堿的濱海地區(qū)，細菌腐蝕不占主導地位。雜散電流是在地下流動的防護系統(tǒng)設計之外對金屬管道產(chǎn)生腐蝕破壞作用的電流，雜散電流腐蝕包括直流雜散電流腐蝕和交流雜散電流

4、腐蝕。直流雜散電流腐蝕原理與電解腐蝕類似；交流雜散電流是管道附近高壓電力線產(chǎn)生的二次感應交流電疊加在管道上形成電化學電池產(chǎn)生的腐蝕，其腐蝕量較小，但集中腐蝕性強。1.21.2腐蝕防護效果腐蝕防護效果腐蝕防護是控制管道是否會發(fā)生腐蝕破壞的關鍵因素。目前管道的腐蝕防護采用了雙重措施，即防腐覆蓋層與陰極保護(外加電流或犧牲陽極、排流)。防腐覆蓋層至關重要的是能抵御現(xiàn)場環(huán)境腐蝕，保證與鋼管牢固粘結，盡可能不出現(xiàn)陰極剝離，造成陰保死區(qū)。一旦發(fā)生局

5、部剝離，就必須調整外加電流陰極保護系統(tǒng)運行參數(shù)，有效控制死區(qū)腐蝕，以達到防護效果。1.31.3鋼管的材質與制造因素鋼管的材質與制造因素鋼管的材質與制造因素是管道腐蝕的內因，特別是鋼材的化學組分與微晶結構，非金屬組分含量高，如S、P易發(fā)生腐蝕，C、Si易造成脆性開裂。微晶細度等級低，裂紋沿晶粒擴展，易發(fā)生開裂，加入微量鎳、銅、鉻可提高抗腐蝕性。在鋼管制造過程中，表面存在缺陷如劃痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蝕開裂。1.41.4管道運行過程中

6、的使用應力管道運行過程中的使用應力具有與鋼管表面結合牢固、絕緣性能好、機械強度高、耐溫度變化、耐化學腐蝕等優(yōu)點，可適用于各種惡劣自然環(huán)境。主要缺點是耐紫外線性能差；由于覆蓋層較薄（0.35～0.50mm），耐劃傷和磕碰性能較厚覆蓋層要差。國外從20世紀60年代開始應用于管道防腐蝕，發(fā)展很快，是目前國際管道防腐蝕上采用量最多的覆蓋層。價格約在65～70元m2。國內的大型新建長輸管道也多采用此涂層。（5）雙層熔結環(huán)氧粉末（雙層FBE）與PE

7、三層結構類似，具有和PE三層相同的綜合性能，機械性能尤其高，補口也用雙層FBE，相容性好，覆蓋層表面光滑。另外可避免陰極屏蔽問題，與陰極保護系統(tǒng)的匹配性比PE三層結構更好。這是國際上新研制出的一種覆蓋層，最適于穿越段及石方山區(qū)使用。缺點是價格較高，約在95～100元m2。管道外防腐蝕補口：PE三層結構防腐蝕層段采用加強級（三層）輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶補口，F(xiàn)BE段采用液體環(huán)氧現(xiàn)場噴涂或輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶補口，雙層FBE采用同種材料及

8、結構補口。長輸管道所處外界條件及其重要性不是完全一樣的，供選擇的防腐層種類很多。為某一具體工程選擇一種合適的防腐層，則需要根據(jù)具體情況論證比較。2.22.2電化學保護電化學保護電化學保護包括陰極保護和陽極保護。陽極保護是使被保護金屬處于穩(wěn)定的鈍性狀態(tài)的一種防護方法可通過外加電源進行極化或添加氧化劑的方法達到防護目的。陰極保護是在金屬表面通過足夠的陰極電流，使金屬表面陰極極化，成為電化學腐蝕電池中電位均一的陰極，從而防止管道腐蝕。對于大口

9、徑的長輸管道，國內多采用強制電流為主、犧牲陽極為輔的陰極保護方法。由于防蝕層性能優(yōu)良，使得保護距離加長，兩陰極保護站間距可達110km。為防止陰極保護電流的流失，在工藝站場的管道進、出口處設置電絕緣裝置。為防止管道防腐層或絕緣接頭遭受雷擊或電力故障而引起破壞，在絕緣接頭位置安裝鋅接地電池。在大型河流穿越段的兩岸邊各安裝一組鋅合金犧牲陽極以加強保護。2.32.3雜散電流排流保護雜散電流排流保護管道沿線與高壓輸電線路近距離平行時，高壓輸電線

10、、電氣化鐵路會對管道造成干擾，加劇管道的腐蝕，因此，管道應盡量遠離交、直流干擾源。管線的排流保護，依據(jù)被干擾管道陽極區(qū)有無正負極性交變采用不同的排流方式，不管線的排流保護，依據(jù)被干擾管道陽極區(qū)有無正負極性交變采用不同的排流方式，不變時采用直流排流，交變時采用極性排流，比較復雜時采用強制排流。變時采用直流排流，交變時采用極性排流，比較復雜時采用強制排流。待管道埋地后根據(jù)雜散電流的實測結果有針對性地采取有效排流措施，在雜散電流流待管道埋地后