埋地金屬管道在堿性土壤介質(zhì)中的腐蝕

陳宇

大慶油田采油九廠

1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

1.1 土壤腐蝕性測(cè)試分析

金屬材料在土壤中的腐蝕行為受土壤的物理性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和微生物性質(zhì)等四類因素影響，這些因素既可單獨(dú)起作用，也可幾種因素共同起作用。龍虎泡油田區(qū)域內(nèi)不同位置處的土壤陰陽離子含量、土壤化學(xué)成分含量差別很大，甚至同一位置土壤的均勻性也有差別，且pH值＞7，總體呈堿性。土壤中含鹽量越大，則土壤的電導(dǎo)率越大，土壤電阻率越小，土壤的腐蝕性就越強(qiáng)。含水率高的土壤，氧氣通過比較困難，空氣容量小，孔隙度較小。含水率低的土壤，氧氣通過比較容易，空氣容量大，孔隙度較高。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的土壤環(huán)境，即使距離很近的位置也會(huì)表現(xiàn)不同的土壤物理性質(zhì)。由于一種金屬的自然腐蝕電位是隨不同的電解質(zhì)環(huán)境而變化的，管道在土壤A中的電位與土壤B中不同，產(chǎn)生電位差，最終形成腐蝕電池，導(dǎo)致腐蝕。

1.2 管道測(cè)試分析

現(xiàn)場(chǎng)利用外防腐層檢漏儀和PCM埋地管道外防腐層測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)龍虎泡油田的典型管道絕緣電阻率進(jìn)行測(cè)試，再根據(jù)防腐層分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定管體損傷等級(jí)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明，龍114—13集油管線、龍118—12水管線附近土壤pH值偏大，土壤腐蝕等級(jí)高，管體損傷最嚴(yán)重。

2 室內(nèi)腐蝕實(shí)驗(yàn)

龍虎泡作業(yè)區(qū)的土壤pH值大多在7.5~9.5之間，土壤中存在大量的Na+、K+、Ca2+等陽離子以及SO42-、Cl-、CO32-、HCO3-等陰離子，管道表面性質(zhì)或土壤的化學(xué)成分不同而形成腐蝕，從而腐蝕金屬管道。室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)采用與現(xiàn)場(chǎng)管材相同的標(biāo)準(zhǔn)試片，埋在各種土壤中，得到龍虎泡作業(yè)區(qū)主要的土壤環(huán)境影響因素與埋地管道腐蝕速率之間的趨勢(shì)曲線圖。從室內(nèi)腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)看，隨著pH值和含鹽量的增大，土壤腐蝕性均出現(xiàn)先快速增強(qiáng)，然后回落并保持穩(wěn)定的趨勢(shì)。

3 防護(hù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

防腐層是埋地管道與土壤之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的有效屏障，實(shí)際工程中，管道腐蝕穿孔主要發(fā)生在管道防腐層破損處，破損導(dǎo)致土壤與管體接觸從而造成腐蝕。而防腐層破損主要是施工破壞、補(bǔ)口不嚴(yán)以及應(yīng)急補(bǔ)漏維修中防腐層遭到破壞。針對(duì)現(xiàn)役管道的防腐保溫層結(jié)構(gòu)，且破損較為嚴(yán)重的情況，考慮對(duì)在役管道防護(hù)層破損處采用現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的方法，對(duì)管道連接犧牲陽極，以達(dá)到加強(qiáng)修復(fù)區(qū)域陰極保護(hù)的作用。現(xiàn)場(chǎng)采取管道破損點(diǎn)防腐層修復(fù)和陰極保護(hù)以后，保護(hù)度達(dá)到96.69%～97.17%，效果明顯，起到了減輕管道腐蝕的作用。

4 結(jié)語

（1）土壤腐蝕環(huán)境因素依然是地處堿性土壤金屬管道腐蝕的關(guān)鍵，土壤的理化性質(zhì)不同程度地影響著管道的腐蝕速率大小。

（2）管道腐蝕防護(hù)措施可從管道附加犧牲陽極和改善土壤環(huán)境等多個(gè)方面來改進(jìn)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)管道防腐層損傷及管道穿孔大大降低管道的使用壽命，影響油田生產(chǎn)，而局部缺陷的修復(fù)及附加犧牲陽極可以在一定程度上延長(zhǎng)管道使用壽命，改善防腐層，適于油田埋地管道的防腐。