關于原油線埋地管線泄漏的原因分析及防范措施

胡強

摘 要：通過對埋地管線泄漏點的實地勘察，造成埋地腐蝕穿孔的原因除了人為打孔以外，就是管線腐蝕穿孔而導致的泄漏。通過對管線材質，使用的防腐材料，防腐方式，介質以及所處環境等原因綜合分析找出造成管線泄漏的主要原因，并通過可行性的比對分析，結合生產的實際情況，查漏補缺，確保輸油線的安全平穩運行。

關鍵詞：腐蝕；措施；陰極保護

獨石化煉油廠原油線基本上均是埋地管線，先后發生的幾次原油泄漏，雖未造成較大的經濟損失，但是對生產還是有影響。埋地管線要達到長周期的安全運行必須要具備高品質的管材，良好的防腐措施，合理的操作運行和完善的維護保養四個方面的條件。就目前原油線的泄漏情況來看，主要原因還是腐蝕造成管線穿孔泄漏。

1 造成埋地管線腐蝕穿孔的原因

1.1 管線材質

管線的材質是管線發生腐蝕的內因，特別是管線材質的化學成分和結晶結構，以及非金屬硫、磷元素的存在很容易發生腐蝕，同時碳、硅元素易使管線變脆造成開裂。在管線的生產過程中加入微量的銅，鎳，鉻可提高管線的抗腐蝕能力。目前儲運聯合讓車間在用埋地原油管線7條，投用時間最早的是2006年，管線材質分別是20#鋼，L290鋼和 L245鋼。可是在使用不到10年的時間用普通碳鋼20#鋼建造的一條原油線就發生泄漏，充分說明選用合金管線材質對管線使用壽命的影響是很重要的。

1.2 防腐層遭破壞

通過對2014年12月原油西線泄漏開挖點的觀察發現，原油線用的是石油瀝青防腐材料，除銹，刷防腐底漆，然后按特加強級防腐等級進行防腐，但是管線上石油瀝青斷裂，脫落情況較為嚴重，幾乎對管線起不到保護作用，究其原因主要是這種防腐涂料雖然客服了石油瀝青的流淌性缺陷，但是在低溫環境下顯得特別脆，并且抵抗外界機械力破壞的強度不高。

1.3 電化學腐蝕的情況嚴重

由于金屬是良好的導體，如果介質是離子導體，金屬表面被氧化與介質中被還原的物質獲得電子這兩個過程，可以同時而等價地在金屬表面的各個部位發生。通過對埋地管線所處的位置觀察，我們不難發現在原油線所經過的區域有大量綠化帶覆蓋其上，管線所處環境潮濕，土壤中所含有的鹽類溶解在水中，使土壤具有離子導電性成為電解質，原油管線金屬表面不斷失電子，管線電化學腐蝕嚴重，最終導致管線減薄泄漏。

2 對埋地管線進行防腐處理的方式

2.1 使用正確的防腐材料

埋地管線的防腐覆蓋層主要有煤焦油瓷器，聚乙烯膠粘帶，聚乙烯夾克及環氧粉末等。通過研究發現對埋地管線的防腐涂層要滿足兩個條件：第一、管線運行過程中環境因素對覆蓋層產生的破壞作用，使覆蓋層老化，性能變劣。覆蓋層與土壤間的相對錯動，土壤中硬物的擠壓等造成的機械破壞。第二、施工工藝及環境的要求，在施工過程中管線要經歷運輸，鋪設等必要環節，覆蓋層要承受沖擊，環境溫度的變化考驗，所以在這個環節

2.2 采用電化學保護法

在電解液中，管線表面的各處電位不同，從而構成了腐蝕的原電池，電位負的金屬不斷溶解釋放金屬離子進入溶液，放出電子在不斷流向陰極區的過程中被還原劑消耗，而陰極基本不會被腐蝕，這種方法就稱為電化學保護法。其又可以分為犧牲陽極陰極保護和外加電流陰極保護兩種。

犧牲陽極陰極保護法是將還原性較強的金屬作為保護極，與被保護金屬相連接構成原電池，還原性較強的金屬將作為負極發生氧化反應而消耗，被保護的金屬作為正極可以避免腐蝕。特點：不需要外加直流電源，但犧牲的陽極要具備電位足夠負，且能夠長期保持該負電位的電化學性能。缺點：驅動電位低，保護電流調節的范圍窄，使用范圍受土壤電阻率限制，土壤電阻>50Ω/m一般不選用；在存在強烈雜散電流干擾時，陽極可能逆轉，有效陰極保護年限受犧牲陽極壽命的限制，需要定期更換。

外加電流陰極保護系統是在被保護結構周圍同一電解質環境中埋設輔助陽極，通過一直流電源以輔助陽極為陽極，以被保護結構為陰極，構成供電回路，將直流電通向被保護的金屬，使被保護金屬強制變成陰極以實現保護。特點：必須有常年供電的直流電源和長壽命輔助陽極地床。優點：驅動電壓高，能夠靈活地在較寬的范圍內控制陰極保護電流輸出量；在惡劣的腐蝕條件下或高電阻率的環境中也適用；當選用不溶性或微溶性輔助陽極時可進行長期的陰極保護；每支輔助陽極床的保護范圍大，當管道防腐層質量良好時，一個陰極保護站的保護范圍可達數十公里，對裸露或防腐層質量較差的管線也能達到完全的陰極保護。缺點：陰極保護系統需要嚴格的專業維護管理，離不開外部電源，需常年外供電，對鄰近的地下金屬管線可能產生干擾作用。

3 結論

通過以上的分析，在解決管線腐蝕泄漏的關鍵問題就是：①要根據管線原油的酸堿性程度選擇合適的合金管線。②加強管線的施工，保證施工質量，在填埋管線時盡量使用細軟的沙土，以減少外應力對保護層的破壞。③管線加設陰極保護設施，減少電化學腐蝕的程度。④間歇使用的輸油線要嚴格工藝操作。 ⑤定期對埋地管線進行測厚檢查，發現減薄情況應及時分析原因，制定合理的解決方案。

參考文獻：

[1]海中興.工業管路腐蝕將其防護[M].北京：機械工業出版社，2009.