油气管道局部腐蚀原因分析

管道局部腐蚀原因分析

1．磨损、冲刷腐蚀

从查阅资料中发现,有80%的管线穿孔是由磨损、冲刷腐蚀造成。发生穿孔的管段中体现在井排来油汇管至分离器进口管段,以及污水外输泵出口管段。

穿孔的形式表现为点蚀,穿孔发生的部位突出表现在管线底部、弯头或三通下游直管段及外输泵出口(弯径后)管段。原因是:进站混输原油介质中含砂严重,在目前进站原油综合含水量极高的情况下,混输原油介质携砂、裹砂能力大幅度下降,砂粒随介质在管线底部高速流动,对管线底部形成线状磨损,在高矿化度含油污水的腐蚀影响下, 加速了管线的穿孔。同时,由于污水经过外输泵的加压增速,对外输泵出口管段,尤其是外输泵出口管段和闸阀后直管段底部形成强烈的冲刷磨损磨蚀,穿孔现象频繁发生。

2．微电池腐蚀

形成微电池腐蚀的原因是多方面的,但主要与金属的化学成分、合金组织、物理状态的不均、金属表面膜的不完整和土壤结构的差异有直接的关系。因在同一金属的不同部位存在着一些化学或物理状态上的不均匀分布,从而在相同金属的不同位置上形成了电极电位的高低差异,这也就产生了许许多多个微小的腐蚀电池。这种微电池腐蚀在站内工艺管网中是普遍存在的,直观地表现在与干线连接的压力表头和架空管道金属支撑架部位处的管道腐蚀上。前者主要是源于压力表接头与干线母材之间存在着化学成分的不均匀及金属组织的不均匀;后者则是由于金属掺套与架空管道焊接在一起,造成了金属掺套与干线母材均化学成分不均一,以及在架空管道受到热应力变形时,与支掺套相接触的管道所受到的应力状态不均匀。这些不均匀性, 都会导致管道受到微电池腐蚀。

3．浓差电池腐蚀

浓差电池腐蚀是站内工艺管道常见的一种腐蚀现象。穿墙、穿管沟的管线腐蚀大都属于浓差电池腐蚀。其腐蚀机理是:当同一种金属通过不同的电解质溶液或电解质溶液的浓度、温度、压力等条件不同时,在金属的表面便产生不同的电极电位,形成浓差腐蚀电池,电极电位较低的管道部位为腐蚀电池的阳极发生腐蚀。

站内工艺管网的架空管段,其保温层把伴热线和干线包裹在一起。由于伴热

线位于管道的下半部,这样就使得在管道的下部与保温材料之间出现一个气室。当管道的防水层被破坏后,氧和水分便从管道的顶部(该处的保温层与管道紧紧相贴)开始向内渗透。因为气室的存在,在管道的上部与下部,就形成了氧浓差腐蚀电池。管道的上部含氧浓度较低是腐蚀电池的阳极,遭到腐蚀的管道顶部,其腐蚀面积较大,腐蚀深度可达mm 3~2。另外,穿墙管道的腐蚀大多也属于氧浓差电池腐蚀。

4． 土壤腐蚀

埋地金属管道的腐蚀大多属于土壤腐蚀,土壤腐蚀受土壤pH 值、杂散电流、化学反应、土壤的电阻率和细菌的作用等因素的影响,尤其是土壤的结构,管道的埋深,回填土的松紧等条件的影响,管道四周的含氧浓度和含水量都将存在着差异,这就为产生土壤腐蚀提供了必备的条件。根据土壤腐蚀机理分析,埋地管道上部由于接近地面,且回填土不如原土结实,因此该(沥青防腐有缺陷)部位氧气浓度大,电极电位高,是腐蚀电池的阴极区,管道底部则氧气浓度小,电极电位低,是腐蚀电池的阳极区,即遭受腐蚀的部位。

5． 点蚀

点蚀是造成地沟管段及架空管段局部腐蚀的原因之一。由于防水层老化龟裂,使大部分保温层长年处于潮湿状态。外界水份的渗入,溶解了保温材料中的盐份(如Cl 1—),使之在管壁的外表形成一层电解质溶液。一旦因某种原因,管道的腐蚀层被局部破坏而显露出金属表面后,由于其组织、杂质物等金属构造上的不均, 极易成为点腐蚀源。

6． 缝隙腐蚀

缝隙腐蚀也是造成地沟管段及架空管段局部腐蚀的原因之一。在紧贴伴热线的管道的部位,由于长期受热过高,防腐层老化加快,龟裂成缝隙状，这些缝隙为缝隙腐蚀的发生提供了客观条件。缝隙腐蚀的腐蚀机理是由缝隙内外氧的浓度差而引起氧浓差电池的作用。在缝隙内部形成阳极,缝隙外部形成阴极,两极的反应过程与点蚀反应过程基本相同,随着缝隙内氧的消耗,缝隙内阴离子数量也相应减少,从而失去电平衡,使得外部的阴离子从外侵入缝隙内,生成电解盐,而电解盐的水解,又使得缝隙内的pH 值降低,为持续缝隙腐蚀提供了进一步发展的条件。这是一种恶性的腐蚀循环过程,在伴热线区域的管道部位,其腐蚀多呈

条形状,并向外延发展成片状腐蚀。

参考文献

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