某平台外输油管道腐蚀穿孔原因分析及建议

Ｈ ｓ的腐 蚀 过 程是 Ｃ Ｏ ／ Ｈ２ Ｓ 溶 于水 形 成碳 酸 和氢 硫 酸 ， 释 放 出氢 离子 。 氢 离子 极 易夺 取 电子还 原 ， 促使 阳极 铁溶解 而导 致 腐蚀 。 产 物为 铁 的碳酸物 和硫 化物 ， 随 后表 面被 铁的腐 蚀产 物
所覆 盖 。 因此 Ｃ Ｏ ／ Ｈ Ｓ对管 道的腐蚀 ， 还 与腐蚀 产物是 否在 钢 的表 面成膜及 膜的结构 和稳定性有 着重要 的关系 。 据采集 的数
情况分析 ， 得 出穿孔主要是点蚀和 阴极保护失效造成 ， 同时为其它输油管道提出防护建议 。
关键词 ： 输 油管道 ； 腐蚀 穿孔 ； 防护措 施
１管 道的腐 蚀情 况
某 平 台外 输 油管 道 于２ Ｏ ｌ ３ 年ｌ １月、 １ ２月先 后 两次 穿 孔 。 该 管 道材 质 为Ｌ ３ ６ ０ ， 规 格 为￣４ ５ ７ Ｘ７ ． １ ， 输 送 的介 质含 硫较 高 并 存 在一 定 的二氧 化 碳气体 ， 已投 入使 用近 ８ 年， 经外 观检 查
量达 到了６ ０ ％。 这 为管道 内表 面腐蚀创造 了条件 。
（ ２ ） 硫化氢 造成钢材 脆化和损伤 。 在湿 硫化氢环境 中 ， 硫化 氢会 发生 电离 ， 使水具有 酸性 ， 硫 化氢在水 中的电离如 下。
Ｈ ２ ｓ ＨＳ— Ｈ ＋ＨＳ— Ｈ ＋Ｓ 一
２ ． ３阴极保护实施效果和维护力度不够。
隙 内外形成 了 “ 氧 浓差 电池 ” ， 孔外氧浓 度高 ， 为 阴极 ； 孔 内氧
２ 穿孔 原 因分析
２ ． １ 弱酸腐 蚀 （ １ ） 管 道中的水含量 高为化学 腐蚀创造 了条件 。 二氧化碳 、
硫化 氢 腐蚀 的发生 都离 不开水 对钢 铁表 面的润 湿作 用 。 因此 ， 水在 介质 中的含量是影 响管道 内腐 蚀的一 个重要 因素。 一 般说 来， 油水 混合介 质当油 中含水量小于 ３ ０ ％时会形成 油包水 型乳 状液 ， 水 包含在油 中 ， 这 些水相对钢 铁表面 的润湿将 受到抑制 ， 发生 腐 蚀的 倾 向较小 。 当水 含量 大于４ ０ ％时 ， 会形 成水 包油 型 乳状 液 ， 油 包含在 水 中 ， 这 时钢 铁材料 表面 润湿 而易 引发二 氧 化碳 、 硫 化氢腐蚀 。 按 照作业区提供 的数据 ， 该输 油管道 的水 含
浓 度在 缝隙 中的富集 ， 局部浓 度可能 比整体溶液 的氯离子 浓度
高很 多倍（ １ ０倍左右 ） 。 氯 离子对很 多依靠钝 化膜 的金属具 有特 殊 的功效— — 能够在 局部 破坏 钝化 膜 ， 使其 变得不 完 整 ， 造 成 裸露 的金属 基体部 分（ 阳极） 与 旁边残 存的钝 化膜（ 阴极） 形成 原 电池 ， 金属 基体不断 腐蚀 。
Ｆｅ一２ ｅ： Ｆｅ 。
没 有腐 蚀情 况 ， 但经 检测分 析管 道壁 厚减损 超标 ， 底 部腐蚀 量
已近 １ ． ５ ｍｍ ， 存 在 极大 的安 全 风 险。 将该 段 更换 后 ， 取 样查 看
发现 局部腐蚀 严重 ， 部 分腐蚀 点即将穿孔 。
Ｄ ２ ＋２ Ｄ＋ ４ ｅ ＝４ ０ １ － １ 一
浓 度低 ， 为 阳极 ， 这 样就 使 得缝 隙 内 的金 属加 快保 护作用 。
（ ３ ） 孔 内被腐 蚀 的金属 阳离子 不断 积 累过 剩 ， 吸 引 了孔外
的 氯离 子迁移 到缝 隙 中， 以 维持 电荷平 衡 ， 这样 造成 了氯 离子
某平台外输油管道腐蚀 穿孔原 因分析及建议
杨涛 张超 （ 冀东 油 田工程 监督 中心 ， 河北 唐山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 某平 台外输油管道 （ Ｄ ４ ５ ７ Ｘ ７ ． １ ）￣２ ０ １ ３ 年１ １ 月、 １ ２ 月两次腐 蚀穿孔， 被 迫将其 更换 。 本文通过对该管道的检 测数 据和穿孔 的实际
（ ２ ） 正 常情 况下随 着反应 的 持续 ， 会很 快生 成一 层氧 化保 护膜 ， 从而 大大 降低腐蚀速率 ， 但 在孔 中， 随着氧 化还原 反应进 行， 孔 内部 的氧被 消耗 。 可是 ， 由于孔小 ， 氧 没法轻松进 入孔 内 ， 但 孔外部的 氧却能保证 充足供应 。 这样 的 “ 不均 衡” ， 导致 了缝
材 进行验 收 ， 供货 商也会 提 交材 质证 明材料 ， 监 理人 员也 会对 外观 等 内容进 行检 查 ， 但 这都 无法 完全 保证材 质合格 。 一是 监 理 人 员对 材 质单 的审 查 ， 只 能对 照规 范 对材 料 的成 份 进行 检
（ ３ ） ｃ ｏ ／ Ｈ Ｓ腐蚀 过程 中不能形成 防腐蚀 的产物膜 。 Ｃ Ｏ ： ／
蚀， 点蚀 内的溶液 呈停滞状 态 ， 物 质的流动 困难 ， 使 闭塞区内外
电化学条件 形成很大 的差异 ， 导致 闭塞区 内金 属表面发生 活性
溶 解腐蚀 。 主要形成过 程如下 。 （ １ ） 孔 内氧的贫乏， 孔 内外形成氧浓差 电池。 孔内金属表面为 阳极 ， 孔 自由表面为 阴极。 开始 的时候 ， 发生普通的 电化 学腐蚀。
合形 成 氢分 子 ； 另一部 分原 子半 径极 小 的氢原 子 获得 足够 的 能量 后变 成扩 散氢［ Ｈ］ 而渗 入钢 的 内部 并溶 入 晶格 中。 溶于 晶
格 中的氢有很 强的游离性 ， 在 一定条件 下将导致材 料的脆化 和 损伤 。
３预 防 措施
（ １ ） 施 工 中加 强管 材的报 验 。 虽 然在施 工前 会对 进场 的管
阴极 保 护能 有效 的减缓 管 道腐 蚀 ， 目前油 田所 有 的输 油 管 道都有 阴极 保护 。 曾对管 道的 阴极保 护进 行 了检 测 ， 沿途 部 分检测 桩缺失 ， 末端 电位达 不到要 求。
２ Ｈ ＋２ ｅ－ － － ＞ Ｈ ｄ＋Ｈ
反应产物 氢一部分氢 原子之 间有较 大的亲和 力 ， 易相互结