石油化工管道施工风险对策分析

石油化工管道施工风险对策分析
摘要：近年来，我国的石油化工行业有了很大进展，其施工风险管理工作也越来越受到重视。

石油化工是重要的非再生性能源，随着世界经济的不断发展，各国之间的竞争也在日益激烈。

作为经济持续发展的能源，当前石油化工产业越来越受到重视。

由于能源的特殊性，石油化工管道的安装施工过程十分复杂，受到各种因素的限制，同时也具备一定的危险性。

因此在石油化工管道在安装时要做好规划和各种应对危险情况的准备。

本文首先分析了石油化工管道施工过程中可能存在的风险因素，其次探讨了石油化工管道施工过程中潜在风险的对策，以供参考。

关键词：石油化工；管道；危险分析
引言
管道腐蚀的形式比较多，而冲刷腐蚀导致的失效最为常见，冲刷腐蚀是管道机械与电化学在流体的作用下发生反应，导致金属材料出现表层破损，而冲刷是引起管道损伤的物理原因，冲刷与电化学腐蚀共同作用，对管道安全稳定运行产生很大的影响，如果出现腐蚀穿孔等会直接影响国家能源战略安全，这就需要加强对管道腐蚀速率进行判断，确保石油化工管道安全、可靠运行，避免油气泄漏引发安全事故。

维护地下管道通常需要大量的土方工程，因此维护这样的管道比新管道更加劳动密集。

因此，管道建设的一个重要环节是如何减少埋地管道的腐蚀。

1石油化工管道施工过程中可能存在的风险因素
1.1石油管道应用设备出现的问题
对石油管道进行安全管理时，离不开专业设备的支持，因此，需采购先进、高效的检测设备。

由于石油管道的实际运输距离较远，所以，需使用到大量的机动车辆，进而保障设备和人员能够在较短时间内到达维护位置，从根本上提高工
作效率。

但是，在实际运输过程中，因为石油管道工程的经费有限，所以，所需运输设备的数量无法满足实际需求，造成工作人员采取徒步运输的方式进行各项工作，这无疑会降低工作效率，增加危险系数。

再加上一些石油管道在运输过程中出现的腐蚀状况会较为迟缓，所以，在运输前期无法被轻易发现，只有借助专业的设备才能发现此问题，进而保障运输工作的政策运转。

1.2石油管道管理人员存在的问题
石油管道运输管理问题需要专业人员进行妥善管理，这对管理人员提出了较高的要求，不仅要具备较强的洞察能力与解决问题的能力，还要具备超强的专业能力，可以及时、准确的发现石油管道存在的防腐问题，并迅速找到原因将其全面解决，从而将损失降到最低。

但是在实际中，石油管道管理人员并不具备较强的管理能力和维修设备的能力，无法很好的胜任这份艰巨工作。

1.3环境因素
流体温度改变也会对冲刷腐蚀速率带来影响，流体温度升高会降低黏性，流体与管道金属表面间的冲击力会变大，温度升高也会使氧扩散速率变大，金属反应活性增强，电荷转移速率变大会加剧电极表面损伤。

金属材料的延展性也会跟着温度升高而变大。

pH也会对冲刷速腐蚀速率产生一定程度的影响，冲刷腐蚀速率会跟着pH升高产生先降低后升高的变化，酸性环境下的腐蚀速率最大，这是由于钝化材料无法在酸性环境生成保护膜，而中性流体中冲刷腐蚀速率会下降到最低，是由于pH的增加使介质氢离子浓度变小，腐蚀电化学反应从析氢反应变成吸氧反应。

1.4质量控制方面
由于管道的建设规模较大，且施工周期较长，因此，进行全过程质量管理的难度也较大。

首先，在进行质量管理的过程中，管理人员必须具有很强的风险意识，并充分了解施工过程中各个环节的工作，如果风险意识较差，或者对于施工过程的认识不足，则出现质量问题的概率必然会提升;其次，施工质量与施工人员之间具有很强的联系，如果施工人员的技能水平较低，不满足施工作业的基本要求，则必然会导致施工质量降低，同时，在技能水平较低和施工经验不足的前
提下，将无法发现施工过程中已经出现的问题，在最终检查的过程中发现问题并
进行返工，这必然会导致管道的施工周期延长。

1.5材料性能
管道冲刷腐蚀受管道金属材料影响较大，优质的管道材质具备的抗冲刷腐蚀
性能，可以有效抵抗腐蚀，元素差异会导致抗冲刷腐蚀性能有所差异，C、Mo及
N元素可以有效抵制金属表面钝化膜的溶解，Cr可以在金属表面生成Cr2O3，使合金材料具有更好的抗冲刷腐蚀性能。

相关研究表明，在不锈钢钝化体系中，金属
表面产生的电化学反应可以形成致密状态的钝化膜，有利于提升材料耐腐蚀性，
而结构更为致密的铬氧化物可以起到隔离作用。

但沉积的Fe氧化中，耐冲刷腐
蚀的性能起不到防腐作用。

金属材料具备的硬度、韧性等性能也会对耐冲刷腐蚀
性能产生影响，如果流体不具备较强的腐蚀性，可以选用硬度大的金属材料，可
当流体存在较强的腐蚀性，需要考虑到管道材料的耐蚀性。

强度低但韧性好的金
属材料会加速机械磨损，韧性差的材质易发生变形影响。

而金属材料表面粗糙度
变大也会使接触表面变大，这就会加快腐蚀速度。

1.6流体冲刷
流体冲刷腐蚀主要是由于流速、流态、冲刷角度、传质系数等因素影响，流
态会对能量场、流动场产生影响，流态与管道金属表面会产生接触，流速会加速
管道金属的腐蚀速度，会对腐蚀介质向金属表面传送产生影响，流速大则会导致
冲刷速率变大。

非钝化体系中，流速变大则会导致腐蚀速率变大，如果流体达到
某区域后浓度扩散不受控，腐蚀速率就会变得更为平稳。

在钝化体系中会存在临
界流速，如果流速不超过临界值，钝化膜受损后可以及时修复，材料具备更好的
耐冲刷腐蚀性。

如果冲刷腐蚀加剧，流速变快则会对钝化膜产生更大的冲击力，
钝化膜生成速度小于受损速率，金属材料会持续暴露于流体中，就会使材料抗冲
刷腐蚀变差。

在钝化体系下，刚开始时流速变化并不明显，如果流速达到上限，
加大了破损钝化膜修复难度，金属管腐蚀情况会保持增速。

流态有层流、湍流两类，层流时腐蚀介质传质速度较慢，不会产生较大的管道壁剪切应力，湍流的涡旋，对管道壁产生较大的剪切力。

研究证实，湍流会对管道壁流场分布产生影响，还会使金属材料与流体接触更为频繁，电化学协同效应会变强，会加快金属材料
腐蚀。

流态和管道几何形状有着直接联系，会弯头、变径等部位的流体会突然形
成湍流、涡旋，会使该部件受到更严重打冲击腐蚀。

剪切力也会对管道冲击腐蚀
产生较大的影响，流体具备黏性会在流经管壁时形成剪切力，在钝化体系下存在
的保护膜将会受损，会对管道壁边界层流场分布带来影响，国内有学者表明剪切
力与钝化膜受损存在正相关关系。

剪切力受损程度较低，氧扩散控制特征会体现
在阴极，流体供氧性能差且会使钝化膜很快被修复。

剪切力变大，加速保护膜受
损速度，修复速度难以赶超受损速度，管道壁层流场分布也会变化，这样就会加
快保护膜的流失。

2减小石油化工管道施工过程中潜在风险的对策分析
2.1强化石油管道应用设备的采购
要想快速提高石油管道的运输安全，必须强化石油管道应用设备的采购。

但
是在采购过程中，需根据企业自身发展情况制定一套科学、合理的采购方案。

应
用最多的采购设备就是车辆，因此，要对运输车辆进行定期的检查与维护，同时，还要适量采购一些先进的防腐设备，从根本上保障石油管道的运输安全，提高工
作质量与工作效率。

在当前石油管道建设中，为实现对管道防腐的有效管理，解
决和预防石油管道防腐问题，相关部门严格执行责任制原则，定期对相对靠后的
管道进行更换。

执行设备维护分配任务，对管道防腐设备进行维护和检查工作。

为了延长管道防腐设备的使用寿命，管道防腐设备相关部门要重视防腐设备、管
道防腐设备，特别是连接处管道的检查和维护。

进行检查和监督，防止防腐设备
在运行过程中发生故障和因故障造成的油品浪费。

应定期检查防腐设备部件的位置，防止石油管道超载磨损。

这样可以有效延长防腐设备的使用寿命。

2.2强化过程控制
过程控制是提高管道建设施工质量的重要措施。

由于管道建设施工涉及的内
容较多，工期较长，因此，可以对施工过程进行拆解，将其划分为多个施工环节，根据每个施工环节的类型以及作业方式的不同，分别采取合理的质量管理措施，
保障施工质量。

在另一方面，需要做好人员管理工作，在施工现场反复强调安全
施工的重要性，进而使得员工的安全意识得到一定的提升。

加强材料的管理工作，
对材料进行抽样检测，对施工设备进行定期维护保养。

做好防护管理工作，在施
工的过程中，由于现场机械设备的数量较多，可能会出现人身伤害问题，通过做
好防护工作，定期对防护设备进行检查，有利于保障现场作业人员的安全性。

2.3对管线的防腐层进行合理修复
化工管道防腐蚀开展最重要的一点即为做好防腐层的维护及评价工作，这对
于延长防护管道的寿命具有至关重要的作用。

实际工作中，通过测定防腐层电阻
率即可明确防腐层的老化水平。

决定电阻率变化的相关因素包括防腐层使用年限、质量水平、材料种类等。

实际测定时若防腐层Ω数值越大，则代表急性防护时
所需的功率及保护电流越小，如此一来能够获得较大的范围的管道保护面积，从
而利于管道的腐蚀性保护。

2.4强化腐蚀管理工作
管道在安装运行之后，实行定期巡查的形式，对石油管道腐蚀的实际情况进
行重点掌握和把控。

这样，就会让管道检修工作拥有优质的支撑。

在实际检查的
时候，就可以针对腐蚀严重的位置进行石油管道的更换，对腐蚀的因素进行重点
分析。

让石油管道防腐工作的顺利提供准备。

石油管道所处的工作环境比较容易
接触到腐蚀物质，电路板腐蚀的情况经常出现，在石油管道的电路板中，铜箔比
较多，铜箔是比较容易腐蚀的一个部分，一旦腐蚀石油管道就无法继续发挥作用，在严重情况下，会导致石油管道报废。

因此需要对电路板展开适当的防腐措施，
为了防止石油管道有腐蚀的情况出现，需要运用涂覆的方式，或者说是运用密封胶，对一些元件展开密封，让电路板可以不受腐蚀的影响，让石油管道可以保持
正常运行。

这种石油管道的防腐措施成本不高，操作简单，可以对腐蚀有一定的
延缓作用，各个部分的材料都是可以运用这种方式展开处理，对石油管道不会造
成影响。

因此这种防腐措施的运用十分广泛。

2.5强化焊接质量控制
在进行焊接作业之前，需要对焊接使用的工具以及材料进行全面的准备，对
工作人员的资质进行审查，对焊接现场进行清理，防止现场杂物对焊接产生影响;同时，工作人员需要对焊接作业的流程以及要求进行详细了解。

在焊接作业开始
以后，工作人员必须按照相关的流程以及要求开展作业，如果需要对材料进行热
处理，则需要对热处理的质量进行严格的控制;管理人员需要对现场的环境进行
控制，闲杂人员不得进入到焊接现场;监理人员需要对焊接过程进行全面的监督，保障工作人员施工的合理性。

在焊接作业结束以后，需要对焊缝进行检查，如果
焊接作业存在问题，则需要对其进行补焊。

一般情况下，焊接质量的检查采用抽
样检查的方式，对于需要进行热处理的焊缝而言，需要根据先检测后处理的原则
进行作业。

2.6严格遵守管道防腐设备操作制度
为了让管道工程建设部门的工作人员规范自己的操作行为，相关工作人员对
管道设备的各个操作系统的各种操作要求，特别是在管道防腐设备的施工中，都
需要严格遵守。

为实现石油管道防腐设备的正常运行，需要集中精力完成管道防
腐设备的多个操作程序。

石油管道防腐设备相关部门需要重视防腐设备的检查和
维护工作，不断寻找新的解决方案，提高石油管道防腐设备的创新性和效率，确
立综合目标。

维修管理分配，提高工人的熟练程度和操作水平，进一步提高企业
的效益。

2.7设计排流装置
为了保证杂乱电流对石油管道所产生的腐蚀作用得到降低，就可以从具体的
区域出发，对检测结果进行整合。

以此设计合理的排流装置。

在检测之后，如果
蕴含了比较多的杂乱电流，为了实现管道的安全稳定运行，还可以适当地增加排
流装置。

另外，对排流设备实行定期检查，让设备稳定运行，防止杂乱电流对管
道腐蚀产生巨大影响。

石油管道进行隔离防腐，就是将石油管道采用隔离的方式，避免与腐蚀性介质接触。

这样石油管道就避免了与腐蚀性介质的反应，减少了腐
蚀的问题。

在采用这种方式的时候，为了避免腐蚀性介质对石油管道造成影响，
首先是要借助雷达以及超声波，它们不需要直接接触石油管道，其次是选择吹气
隔离以及隔离膜片这些比较常见的方式。

吹气隔离，就是用吹气的方式在腐蚀介
质的表面，在运用的时候有一定限制，主要是用不锈钢制作，运用洁净的惰性气
体以及压缩空气，在实际应用中要对节流件展开处理，让节流孔可以保持通畅。

隔离液隔离的运用中，在隔离罐中起到关键作用的就是隔离液，可以将石油管道
的金属零件与腐蚀介质隔离开。

由于隔离液本身的成本比较高，同时操作非常复杂，隔离效果也不够理想，因此这种方法使用的并不多。

对隔离膜片的应用更加
广泛，例如双法兰液位计。

聚四氟乙烯有一定的耐腐蚀以及耐老化的优势，对诸
多的化学溶剂有不错的耐腐蚀性，因此运用聚四氟乙烯粘附到石油管道接液的位置，可以使石油管道的元件与腐蚀介质之间隔离。

2.8加强审核检查
为了全面提高建设施工的质量，必须加强审核以及检查工作。

审核和检查可
以分为两个方面:在审核方面，在项目招投标结束以后，需要对中标企业的资质
进行再次审查，了解施工团队的组建情况，要求施工团队必须建立合理的施工管
理制度;设计人员需要向施工团队进行充分的技术对接，使得施工人员充分了解
设计意图，在施工团队满足相关要求的前提下，才能进入施工现场;同时，只有
在相关部门审核通过的前提下，才能进行施工作业。

在检查方面，在进行具体施
工作业的过程中，需要对施工过程进行监督，明确每个施工流程的责任人;在每
个施工环节工作结束以后，也需要对该环节的工作情况进行再次检查，如果发现
施工质量问题，必须进行返工，对发现的问题进行详细的记录，对返工质量进行
检查;通过严格把关的方式，对可能出现的风险问题进行有效控制，全面提高建
设施工质量。

结语
综上所述，石油化工管道冲刷腐蚀失效应该从宏观检测、沉积物分析等入手，结合实例对不锈钢弯管局部减薄泄漏进行研究，发现是由于热电偶引流分隔引导
起的流态不均，使流体流态发生改变，剪切力与速度集中于弯管内脊与两侧，局
部流速过大导致的冲刷腐蚀。

还受到速度最大部位氯离子传质能力影响，使钝化
膜受损加剧，电化学腐蚀与流体共同影响下，使弯管部位失效，可以通过增大曲
率半径来降低离心力，避免弯头部位受到冲击，热电偶安装部位应该远离弯头，
避免对流体流场产生影响，适当加大管径来减小介质流速，减小流体对弯管内壁
的冲蚀，可在管道内壁衬上防腐蚀材料，提高管道的使用寿命。

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