输油管道防腐原因及防护措施

浅析输油管道防腐原因及防护措施

摘要：本文通过对金属管道的腐蚀机理分析,解释腐蚀发生的原因,对输油管道的腐蚀提出有效的防护措施和可行性建议。

关键词管道防腐

中图分类号：te832 文献标识码：a 文章编号：

国内长距离输油管道基本采用埋地敷设方式,土壤对金属管道有着不同程度的腐蚀,漏损处不易及时发现并维修。金属管道和四周介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其表面锈蚀。这种现象是十分普遍的。金属管道遭到腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，影响所输油品的质量，缩短输油管道的使用寿命，严重可能造成泄漏污染环境，甚至不能使用。由于金属腐蚀而引起的损失是很大的，因此，了解腐蚀发生的原因，采取有效的防护措施，有着非常重要的意义。

1 管道被腐蚀的原因分为两种：化学腐蚀和电化学腐蚀。

单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。例如，金属裸露在空气中，与空气中的o、hs、so、ci等接触时，在金属表面上生成相应的化合物。通常金属在常暖和干燥的空气里并不腐蚀，单在高温下就轻易被氧化，生成一层氧化皮，同时还会发生脱碳现象。此外，在油品中含有多种形式的有机硫化物，环烷酸它们对金属输油管道也会产生化学腐蚀。

当金属和电解质溶液接触时,由化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。它和化学腐蚀不同,是由于形成了原电池而引起的。金属

管道与含有水分的土壤、大气、湖泊接触,这些介质中含有的co、so、hcl、nacl及灰尘都能形成电解质溶液。金属本身还有杂质,

由于铁元素和杂质元素的电位不同,当钢铁暴露于潮湿空气中时,

由于钢铁表面的吸附作用使铁表面上覆盖一层极薄的水膜,这层水膜电离成h+和oh-,在酸性介质的大气环境中h+的数量由于水中溶解了co、so等气体而增加。因此,铁和杂质就好像放在含有h+、oh-、hco-、hso-等离子的溶液中一样,形成了原电池。从而造成了电化学腐蚀。

2 腐蚀的分析

2.1管道被腐蚀的种类

埋地管道在工作环境下,受着多种腐蚀,主要腐蚀有土壤腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。土壤物理化学性质的不均匀性和金属材质的电化学不均匀性,构成了埋地管道的电化学腐蚀条件,从而会产

生土壤腐蚀。在一些缺氧的土壤中,有细菌(硫酸盐还原菌)参加了腐蚀过程,细菌的作用是参加电极反应,将可溶硫酸盐转化为硫化

氢与铁作用,产生细菌腐蚀。杂散电流是在地下流动的防护系统设计之外对金属管道产生腐蚀破坏作用的电流。杂散电流腐蚀包括直流杂散电流腐蚀和交流杂散电流腐蚀，类似于电化学腐蚀管道。2.2 防护效果的影响

腐蚀防护是控制管道是否会发生腐蚀破坏的关键因素。目前,管道的腐蚀防护采用了双重措施,即防腐蚀覆盖层与阴极保护。防腐蚀覆盖层能抵御现场环境腐蚀,保证与钢管牢固粘结,尽可能不出

现阴极剥离和阴保死区。一旦发生局部剥离,就必须调整外加电流阴极保护系统运行参数,以便有效控制死区腐蚀,达到防护效果。

2.3 钢管的材质因素

钢管的材质是管道腐蚀的内因,特别是钢材的化学组分与微晶结构,非金属组分含量高易发生腐蚀或脆性开裂。微晶细度等级低,裂纹沿微晶粒扩散,易发生开裂。在钢管制造过程中,表面存在缺陷也易造成腐蚀开裂。

3 管道防腐蚀的控制措施

3.1 管道内壁涂层保护

由于油品的洁净度不同,油品中仍残留一些杂质、水分、微生物,管道内壁也会形成原电池,造成腐蚀,产生的铁锈将严重影响油品质量。一般内防腐采用036耐油防腐涂料,该涂料化学稳定性好,机械性能高,不污染油品,使用方便。

3.2 管道外防腐涂层

国内适用于埋地长输管道的外防腐蚀涂层主要有石油沥青、煤焦油瓷漆、聚乙烯胶带、环氧煤沥青、熔结环氧粉末、双层熔结环氧粉末、pe多层结构覆盖层等。从有关资料报道来看,石油沥青、煤焦油瓷漆、聚乙烯胶带、环氧煤沥青等传统防腐材料的用量呈下降趋势,而环氧粉末和近年来发展迅速的pe用量有大幅度上升。熔结环氧粉末在国外应用有30多年的历史,在国内应用也有十几年的历史,其附着力、抗冲击性、耐腐蚀性、抗极性剥离等综合性能较好;但其自身也存在一些缺点,如防水性较差、不耐尖锐硬物的冲击碰

撞,施工运输过程中,很难保证涂层不被破坏,现场修补困难,因此在碎石土、石方段,地下水位较高的地区要慎用或不用。

3.3 电化学保护

电化学保护包括阴极保护和阳极保护。阳极保护是使被保护金属处于稳定的钝性状态的一种防护方法,可通过外加电源进行极化或添加氧化剂的方法达到防护目的;阴极保护是在金属表面通过足够的阴极电流,使金属表面阴极极化,成为电化学腐蚀电池中电位均一的阴极,从而防止管道腐蚀。对于大口径的长输管道,国内多采用强制电流为主,牺牲阳极为辅的阴极保护方法。由于防腐蚀性能优良,使得保护距离加长,两阴极保护站间距可达110km,为防止阴极保护电流的流失,在工艺场站的管道进、出口处设置电绝缘装置;为防止管道防腐蚀层或绝缘接头遭受雷击或电力故障而破坏,在绝缘接头位置安装锌接地电池;在大型客流穿越段的两岸边各安装一组锌合金牺牲阳极以加强保护。

4 如何防止管道腐蚀

4.1采用防腐涂料，将其作为隔离管道与外界的中间隔层，是当前防腐功效较好的一个办法，但是注意涂层本身也具有一定的使用寿命，涂装之前的准备工作至关重要，会提升涂层效果，通常要提前进行管道脱脂，再去除金属锈迹，最后把上层的灰尘和杂质清除掉，完成涂料涂抹。防腐涂料应当具备下列优点：具有良好的电绝缘性；涂层应具有一定的耐阴极剥离强度

的能力。具有足够的机械强度。具有良好的稳定性；己涂层的破

损要易于修补。目前我国在建的长输管道防腐层材料主要为熔结环氧粉末、二层聚乙烯和少量的煤焦油瓷漆；主要集输管道多采用熔结环氧粉末、三层聚乙烯，非主要管道仍采用石油沥青；城市供水、供气管道

多采用环氧煤沥青和胶带。

输油管道周围的环境较为复杂，并且原油本身处于高压和高温的状态下，这就凸显了管道腐蚀保护工作的重要性，因为各种各样的原因，腐蚀问题无法根治，只能最大可能的减少。这要求在设计的时候就注意防腐意识的加入，并且，提升管道在使用，制造，维护方面的效果，这有助于减少腐蚀问题，保证使用效果，并将其附带的不利隐患降到最小。提升企业安全和效益。

参考文献:

[j]石油工业中管道的腐蚀与防腐涂小华; 王修杰江西化工2006/04

[j]金属管道的腐蚀及防腐对策成纯赞给水排水

2004/11