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管道集输具有成本低、安全等优点,是应用最为广泛的流体输送方式。但由于管道大都埋于地下,会受到输送介质、土壤、地下水以及杂散电流腐蚀,腐蚀会导致管壁变薄,甚至穿孔泄漏,最终使管道失效,这不仅造成了巨大的经济损失和资源浪费,同时,泄漏物还会造成环境污染。掌握管道腐蚀规律并应用相关措施加以控制,能够有效减缓石油化工设备的腐蚀速率,延长其使用寿命。对确保我国石油化工管道设备安全运行和经济健康发展都具有十分重要的现实意义。
1 腐蚀原因分析
由于油气管道较长,所处的环境不均一,再加上材质及制造工艺的差别,其腐蚀的原因较难认定,但腐蚀现象的发生主要原因有以下几个方面:1)油气管道材质及工艺较差。2)防腐层的脱落。3)流体的不稳定性。4)阴极防腐失效。5)复杂的外部环境。
腐蚀过程中并不单单是某一种原因造成的,通常是几种原因共同发生的结果,在管道的防腐措施中,应考虑从这几个方面出发,尽量减少或降低管道的腐蚀程度。
2 腐蚀类型及腐蚀机理2.1 二氧化碳腐蚀
二氧化碳腐蚀在油气田管道输送时最为常见,且也是石油行业最为难以处理的腐蚀类型之一,常因为二氧化碳的存在而使得管道发生点腐蚀和局部腐蚀,对管道的破坏性较大。二氧化碳在管内腐蚀程度受影响的条件较多,不同的浓度、流速、流压以及酸碱环境等都影响着二氧化碳腐蚀能力的强弱。二氧化碳的腐蚀机理一般认为是与溶液中的水发生反应生成弱酸碳酸,碳酸在一定条件下和铁发生反应。但由于碳酸极不稳定,常以H +和HCO 3-的形式存在,故在生成的产物多以Fe(HCO 3)2为主。Fe(HCO 3)2在一定条件下会发生分解,释放出二氧化碳。
二氧化碳腐蚀会在管道内壁形成一定的沉淀物,即碳酸铁或碳酸钙,该沉淀物附着在管道表面,对腐蚀的速率受到了一定的影响。由于沉淀区域的差异化和沉淀厚度的不同,使得区域之间形成了较强的腐蚀电偶,发生电化学作用,常常会导致二氧化碳的局部腐蚀更加严重。
2.2 硫化氢腐蚀
硫化氢在溶液中会发生分解,释放出氢离子、硫化氢根离子和硫离子。该腐蚀机理与二氧化碳的腐蚀机理相似,都是铁在阳极发生溶解,释放出亚铁离子和两个电子,在阴极与硫化氢释放出的氢离子发生还原反应,并生成氢气。
硫化氢腐蚀表现为电化学腐蚀,但当硫化亚铁沉淀足够多时,对管道的腐蚀起到抑制作用,即在管道表面覆盖一层较厚的沉淀膜,阻碍了反应的继续进行。但由于反应环境的不确定性,使得生成的产物
不一定只是硫化亚铁,可能是铁和硫的其它化合物,如Fe 9S 8,便为其中的一种主要的腐蚀产物,该产物多呈粉末状,不能在管道表面沉淀合成整体的薄膜,不能起到抑制腐蚀的作用,相反,由于该产物的存在,使得与阳极之间形成一定电偶差,导致电化学反应的产
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氢离子是硫化氢腐蚀反应过程的另一个重要产物,多合成为氢气释放在溶液中,但当氢离子过多时,部分氢离子未能及时转化,使得在管道的缺陷出聚集,随着聚集量的增加,这些离子会在一定条件下合成为氢气,进而导致该处无法释放的氢气产生了一定的应力且随着氢气合成量的增加,该处的压力越来越大,当聚集压力值大于管道的破裂压力极限时,管道会发生破裂,严重危害了油气管道的正常工作。
2.3 土壤腐蚀
土壤是具有固、液、气三相的多孔性胶质体,其中的土壤空隙被气体和溶液充满,具有离子导电性。由于管道所埋土壤各处的物化性质不同、管道各部分的金相结构不同,其中还存在着数量不等的若干种土壤微生物,因此,土壤腐蚀的影响因素众多,主要有:康熙来了柯震东
(1)土壤性质。①孔隙度的影响;②土壤含水率的影响;③电阻率的影响;④pH 值的影响;⑤含盐量的影响。⑥含气量的影响;⑦电位梯度的影响。肇事逃逸定义
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(2)杂散电流。流散于土壤中的杂散电流会加速管道电化学腐蚀,其作用类似于电解杂散电流从原油管道受电气化铁路的杂散电流腐蚀。古琴知识
(3)土壤微生物。如硫酸盐还原菌,它将溶解的硫酸盐转化为硫化氢,使得土壤酸性增强,进而和铁作用生成硫化亚铁,加速了腐蚀速度。
2.4 杂电流腐蚀
杂电流即不按正常路径流动的电流,多为交流高压输电系统、直流电解设备等产生的。这类电流作用在管道上,其破坏作用很大,通常从管道的一个地方流入,某一个地方流出,由于其不确定性,使得对管道的破坏较难预测。杂电流腐蚀相比土壤腐蚀具有更强的破坏力,埋地管道在杂电流的作用下,使得其不同部位的电位差十分明显,故导致其腐蚀速率加快。对管壁较薄的管道,在杂电流的腐蚀下,很短时间内便可出现穿孔的现象。该腐蚀的反应过程与土壤腐蚀类似,都是在阳极铁释放出电子,在阴极氧气和水得到电子产生氢氧根离子,最终生成铁锈。
3 结束语
(1)管道埋藏于地下,主要受土壤、地下水以及杂散电流、输送介质的腐蚀。
(2)二氧化碳腐蚀会在管道内壁形成一定的沉淀物,使得区域之间形成了较强的腐蚀电偶,发生电
化学作用,常常会导致二氧化碳的局部腐蚀更加严重。
(3)杂电流腐蚀、土壤腐蚀,都是在阳极铁释放出电子,在阴极氧气和水得到电子产生氢氧根离子,最终生成铁锈。
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参考文献
[1]赵鑫. 油气管道腐蚀的检测与修复技术[J]. 炼油与化工,2015,26(01):32-35.
[2]潘一,孙林,杨双春,于斌. 国内外管道腐蚀与防护研究进展[J]. 腐蚀科学与防护技术,2014,26(01):77-80.
油气管道腐蚀因素分析
刘伟1,2
1. 西安石油大学 陕西 西安 710065
2. 延长石油(集团)管道运输公司输气第一分公司 陕西 延安 716000
摘要:管道集输是油气输送的主要方式,但由于大多管道埋藏于地下,受土壤、地下水以及杂散电流
、输送介质的腐蚀,造成管道变薄甚至泄漏,不仅造成一定的经济损失,还对环境产生严重污染。本文对油气管道腐蚀进行了分析。
关键词:管道腐蚀 输送介质 杂散电流