石油管道的應(yīng)力腐蝕與防護(hù)

李肖斌

摘要：石油管道工程跨度較大，涉及地域范圍較廣，接觸環(huán)境較為復(fù)雜，同時(shí)受土壤、微生物等影響會(huì)出現(xiàn)腐蝕等問題。若未能采用適合方式進(jìn)行解決，會(huì)影響管道使質(zhì)量，降低石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此，在石油工業(yè)中，必須重視石油管道腐蝕問題，并采用相應(yīng)保護(hù)措施加強(qiáng)對(duì)管道防護(hù)，以此延長使用期限。基于此，本文主要圍繞石油管道防腐進(jìn)行探討，重點(diǎn)分析應(yīng)力腐蝕原理以及導(dǎo)致管道腐蝕的主要因素，并探討具體防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：石油管道;應(yīng)力腐蝕;防護(hù)措施

前言：管道是石油產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸石油資源的重要工具，相比于其他方式可降低運(yùn)輸成本，提高運(yùn)輸效率和經(jīng)濟(jì)效益。但由于石油產(chǎn)業(yè)本身存在較高危險(xiǎn)性，且對(duì)原油管道運(yùn)輸安全性方面具有較高要求，使得管道質(zhì)量成為石油產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸中關(guān)注的重點(diǎn)。而影響管道質(zhì)量的一項(xiàng)重要原因?yàn)楦g，為降低管道本身性能被破壞，影響管道運(yùn)輸石油資源安全性，對(duì)此必須做好防護(hù)措施，

1 石油管道應(yīng)力腐蝕基本原理

對(duì)于石油管道而言，管道材料、質(zhì)量鋪設(shè)科學(xué)性，均會(huì)在不同程度上對(duì)其抗腐蝕性能產(chǎn)生影響，若管道鋪設(shè)施工后存在殘余應(yīng)力或從外部施加應(yīng)力，并經(jīng)受土壤腐蝕后，在多方面因素作用下，會(huì)對(duì)管道材料、結(jié)構(gòu)造成破壞，形成應(yīng)力腐蝕。若應(yīng)力腐蝕過于嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致管道出現(xiàn)裂紋，隨著裂紋斷裂，會(huì)對(duì)管道結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)意外事故，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。此類型腐蝕屬于管道腐蝕中一種較為常見腐蝕現(xiàn)象。

2 造成管道腐蝕主要因素

通過對(duì)造成石油管道腐蝕的多方面原因進(jìn)行分析，常見有以下三方面：一是，管道鋪設(shè)環(huán)境。石油管道需要埋入地下，但地下環(huán)境潮濕，腐蝕性強(qiáng)，易腐蝕管道。地下環(huán)境中土壤中的鹽分、大量細(xì)菌以及電纜線路產(chǎn)生的電流，均會(huì)對(duì)管道造成不同程度侵蝕。二是，管道自身質(zhì)量。管道缺陷問題是造成管道被腐蝕的主要原因之一。一方面，材料管道材質(zhì)問題。當(dāng)下石油管道以碳素鋼材料為主，該材料通常為微晶結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)抗腐蝕性不足，這會(huì)增加管道腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。三是，管道防護(hù)不達(dá)標(biāo)。管道鋪設(shè)前需要全面覆蓋防腐層，以此降低地下潮濕酸性環(huán)境對(duì)管道影響。但實(shí)際操作中，經(jīng)常因防腐蝕工作不規(guī)范或工作不到位，導(dǎo)致管道壁出現(xiàn)變形或破裂，長此以往會(huì)使防腐層破[1]，管道本身受到破壞。

3 石油管道應(yīng)力腐蝕防護(hù)措施

石油化工企業(yè)在進(jìn)行管道防腐維護(hù)中，常用措施有多種，但不同方式在使用中效果存在差異。同時(shí)在對(duì)使用相應(yīng)措施進(jìn)行管道防護(hù)期間，還要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)行考慮，以此保證防腐蝕效果，而針對(duì)應(yīng)力腐蝕問題，常用措施有以下幾種。

3.1內(nèi)外涂層保護(hù)

內(nèi)外涂層，指的是將金屬與周邊電解質(zhì)溶解液隔離分開，使兩者間形成較高電阻，以此防止金屬出現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)。在此過程中，一方面，科學(xué)合理運(yùn)用外涂層防護(hù)。常用的外涂層保護(hù)措施有抗壓聚烯烴3層結(jié)構(gòu)涂層，該結(jié)構(gòu)包含3PE和3PP，其中3PE涂抹于在管道之前，施工人員經(jīng)常會(huì)使用頻感應(yīng)加熱的方式，將管道表面溫度提高至200-250攝氏度，融化還原粉末，以此提升涂層防腐涂料耐腐蝕性，以及整個(gè)管道整體防護(hù)性能。另一方面，采用內(nèi)涂層方式進(jìn)行保護(hù)。管道輸送的物質(zhì)主要為油水混合物，原油中硫化氫、二氧化碳等腐蝕性元素較多，為降低其對(duì)管道腐蝕性，應(yīng)在內(nèi)部涂抹保護(hù)層，將混合物與管道隔離分開，降低其對(duì)管道影響，以此加強(qiáng)保護(hù)力度。

3.2緩蝕劑保護(hù)

為延長管道使用壽命，可采用添加緩蝕劑以加強(qiáng)對(duì)于管道的保護(hù)。為滿足工程防腐需要，在進(jìn)行管道防腐工作中，應(yīng)選擇一種或多種適合緩蝕劑，并通過一定比例配制后進(jìn)行添加，以此提高管道防腐蝕能力。一方面，可使用緩蝕劑改變金屬表面狀態(tài)，從而進(jìn)一步改變金屬腐蝕中陽性或陰極感應(yīng)原理，降低反應(yīng)原理速度，以此減緩對(duì)管道腐蝕速度。另一方面，緩蝕劑可以與水接觸的的金屬表面形成一層金屬保護(hù)膜，隔絕金屬本體與物料介質(zhì)的接觸，從而達(dá)到延緩腐蝕的目的。

3.3陰極保護(hù)措施

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，陰極保護(hù)措施在管道防腐領(lǐng)域中得到有效應(yīng)用，將其與涂層配合使用，可提升防腐效果，并且在特定環(huán)境下極化電位會(huì)促使涂層脫落，進(jìn)而影響外部防護(hù)。因此，在進(jìn)行陰極保護(hù)防腐中，還需要加強(qiáng)對(duì)特定因素控制，這些因素主要包括耐老化性能、管道周邊土壤性質(zhì)及溫度等，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)因素控制，利于發(fā)揮陰極保護(hù)措施作用。此外，陰極保護(hù)技術(shù)不斷發(fā)展成熟，深井陽極與淺埋陽極方式也得到推廣應(yīng)用，該方式使用中需要以深井陽極為主，并通過淺埋陽極工作方式，在管道外側(cè)安置深井陽極，并將淺埋陽極則安置于管道附近。采用該方式能夠降低屏蔽或干擾對(duì)管道影響，利于能夠提高管道防腐性能，延長管道使用時(shí)間，可提高石油化工企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益[2]。

3.4表面處理保護(hù)措施

隨著我國對(duì)資源能源需求增加，石油管道鋪設(shè)工程總量也不斷增加。同時(shí)因我國地理環(huán)境復(fù)雜多變，以導(dǎo)致管道在鋪設(shè)后受多方面因素影響，出現(xiàn)腐蝕性現(xiàn)象，進(jìn)而影響管道本身質(zhì)量以及在石油運(yùn)輸業(yè)中作用。因此，針對(duì)腐蝕性問題，應(yīng)提升對(duì)石油管道防腐性能重視，并采用相應(yīng)措施進(jìn)行處理，而表面處理措施作為一種常用措施，在防腐方面發(fā)揮著重要作用。在生產(chǎn)加工期間，應(yīng)對(duì)管道加工過程進(jìn)行調(diào)整，以此減少應(yīng)力產(chǎn)生。可使用噴砂等方式進(jìn)行處理，消除加工期間產(chǎn)生的應(yīng)力，提高管道防腐性能。其次，在對(duì)管道進(jìn)行焊接期間，由于焊接位置經(jīng)常出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，需要根據(jù)不同工作性質(zhì)進(jìn)行焊接，從而保證焊接的金屬化學(xué)成分符合金屬管道材質(zhì)需要，從而降低應(yīng)力腐蝕對(duì)管道影響。

結(jié)論：石油管道防腐蝕是石油產(chǎn)業(yè)中一項(xiàng)重要的系統(tǒng)化工程，為了提高石油管道使用期限，減少降低腐蝕事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)石油管道腐蝕了解，明確其基本原理以及導(dǎo)致的導(dǎo)致腐蝕的主要因素，同時(shí)應(yīng)采用各類手段加強(qiáng)對(duì)管道腐蝕預(yù)防工作，以此提高管道耐腐蝕性能，保證管道可以在其生命周期里相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行，從而推動(dòng)石油產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]馮學(xué)章，馮鈿芳，洪將領(lǐng)，等.應(yīng)力對(duì)超級(jí)13Cr油鋼管內(nèi)腐蝕行為影響的數(shù)值模擬[J].熱加工工藝，2021，50（08）：20-25+30.

[2]李清，張德平，王薇，等.L80油管鋼實(shí)際腐蝕狀況評(píng)估及室內(nèi)電化學(xué)和應(yīng)力腐蝕研究[J].中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)，2020，40（04）：317-324.