埋地管道腐蝕機(jī)理及應(yīng)對(duì)措施

李亞芹

延長(zhǎng)石油管道運(yùn)輸?shù)谌止?/p>

埋地管道腐蝕機(jī)理及應(yīng)對(duì)措施

李亞芹

延長(zhǎng)石油管道運(yùn)輸?shù)谌止?/p>

埋地管道受到腐蝕以后，必然會(huì)嚴(yán)重威脅管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行加強(qiáng)安全可靠性，實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)將管道腐蝕防護(hù)、安全技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，才能實(shí)現(xiàn)埋地管道運(yùn)行安全管理之目的。本文先對(duì)埋地管道腐蝕機(jī)理進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就如何進(jìn)行檢測(cè)和應(yīng)對(duì)，談一下個(gè)人的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)，以供參考。

埋地管道；腐蝕機(jī)理；檢測(cè)；應(yīng)對(duì)措施；研究

埋地管道鋪設(shè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化腐蝕問(wèn)題處理，同時(shí)這也是避免埋地管道失效或者受到嚴(yán)重破壞的必然要求。對(duì)于埋地管道而言，其所輸送的介質(zhì)多數(shù)含有酸性腐蝕成分，擬建工程項(xiàng)目所在地的土壤環(huán)境條件非常的復(fù)雜，以致于埋地管道內(nèi)、外壁很容易被腐蝕，穿孔、泄漏以及腐爛等危害頻發(fā)。

實(shí)踐中可以看到，埋地管道多為金屬材料，而且多以金屬化合物形式呈現(xiàn)。管道材料所含的金屬元素，較之于其他化合物更加的活躍，而且能夠自發(fā)地向更穩(wěn)定形態(tài)轉(zhuǎn)變，比如碳酸鹽、硫化物等，即管道腐蝕。

一、埋地管道腐蝕機(jī)理

對(duì)于埋地管道而言，從腐蝕機(jī)理來(lái)看，主要有兩種類(lèi)型，一種是內(nèi)腐蝕，另一種是外腐蝕，具有分析如下：

1、內(nèi)腐蝕機(jī)理

對(duì)于鋼質(zhì)材料的管道而言，腐蝕介質(zhì)有硫化氫以及二氧化碳等，這些物質(zhì)溶于水以后，就會(huì)發(fā)生去氫極化腐蝕，進(jìn)而導(dǎo)致鋼質(zhì)管道出現(xiàn)內(nèi)腐蝕現(xiàn)象。

硫化氫呈弱酸性，影響硫化氫腐蝕的主要因素是濃度、溫度、pH值以及液體烴類(lèi)和壓力等，烴-水相以及汽-液相界面，會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的局面鋼質(zhì)管道腐蝕問(wèn)題。水溶液中產(chǎn)生了以下化學(xué)反應(yīng)：

在上式中，氫離子、氯化氫離子以及硫離子和硫化氫分子，對(duì)管道造成的腐蝕可采用如下公式來(lái)表示。

這里產(chǎn)生的亞鐵離子與氯化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就會(huì)產(chǎn)生硫化鐵。由于硫化氫含量以及溶液的酸堿度不斷變化，因此硫化鐵受到的腐蝕程度也不盡相同。

對(duì)于CO2而言，產(chǎn)生腐蝕的因素主要有溫度、壓力以及水等。當(dāng)水和溫度條件具備時(shí)，隨著壓力的不斷增大，CO2的溶解度就會(huì)隨之上升，此時(shí)溶液酸堿度下降；水、壓力作用下，隨著溫度的不斷升高，CO2的溶解度就會(huì)隨之下降，此時(shí)溶液的pH值就會(huì)上升。如果輸送介質(zhì)中CO2含量達(dá)到一定的程度，就會(huì)導(dǎo)致H2S腐蝕鋼質(zhì)管道。在游離水存在條件下，CO2溶于水以后，就會(huì)形成H2C03，埋地鋼質(zhì)管道會(huì)因氫去極化而受到腐蝕。

2、外腐蝕機(jī)理

第一，土壤環(huán)境。土壤中的水分結(jié)合可溶性鹽，就會(huì)形成電解液，其決定了土壤的酸堿度及其腐蝕性。溫度不變的情況下，土壤含水量小，則陽(yáng)極極化以及土壤的電阻就會(huì)非常的大，此時(shí)導(dǎo)電性能下降，腐蝕減速；相反，土壤含水量大時(shí)，可溶性鹽溶解量增加，此時(shí)導(dǎo)電性也會(huì)隨之增強(qiáng)，加速腐蝕。通常情況下，土壤中含有一定的硫酸鹽、氯化鈉等無(wú)機(jī)鹽。除Fe2+，其他陽(yáng)離子沒(méi)有強(qiáng)烈的腐蝕性；陰離子，如SO42-、NO3-以及CI-等，對(duì)鋼制管道會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。含有鎂離子和鈣離子的石灰?guī)r土壤，與酸結(jié)合以后，即可形成一層金屬保護(hù)層，這在很大程度上降低了鋼制管道腐蝕程度；對(duì)于低洼地以及鹽堿地帶而言，鋼制管道的導(dǎo)電性非常的強(qiáng)，這在很大程度上加快了管道腐蝕速度。

第二，雜散電流。散流在土地中的電流，會(huì)對(duì)埋地管道產(chǎn)生一定的腐蝕性，即為雜散電流腐蝕。上述腐蝕，主要是因?yàn)閮x表接地、電氣化鐵路以及地下電纜和有軌電車(chē)和高壓變電所漏電造成的。直流雜散電流腐蝕原理，較之于電解原理而言，二者之間具有一致性，而且電流和金屬管道接觸區(qū)域稱(chēng)之為陰極區(qū)，其中所析出的氫氣，導(dǎo)致管道表面出現(xiàn)了嚴(yán)重的防腐層脫落，埋地管道中的Fe2+在土壤所產(chǎn)生的腐蝕也非常的嚴(yán)重。

二、腐蝕檢測(cè)技術(shù)

對(duì)于埋地管道而言，對(duì)其進(jìn)行非開(kāi)挖檢測(cè)時(shí)，可采用的技術(shù)方法主要有兩種，即智能內(nèi)檢測(cè)與外檢測(cè)兩種技術(shù)手段。其中，內(nèi)檢測(cè)技術(shù)，即對(duì)埋地管道內(nèi)壁的腐蝕、橢圓度、環(huán)焊縫以及彎曲等幾何形狀進(jìn)行嚴(yán)格檢查。對(duì)于紊流管道內(nèi)腐蝕而言，局部性以及突發(fā)性非常的常見(jiàn)，與介質(zhì)腐蝕性、流體流動(dòng)特性之間關(guān)系密切。外檢測(cè)過(guò)程中，可采用的技術(shù)手段主要有泄漏、外防腐涂層等檢測(cè)技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，很多場(chǎng)合的檢測(cè)條件不具備，此時(shí)選擇外檢測(cè)技術(shù)比較合適。

1、內(nèi)腐蝕檢測(cè)

埋地管道被腐蝕以后，管壁就會(huì)變薄，而且局部會(huì)出現(xiàn)凹坑、麻點(diǎn)，甚至?xí)癄€。對(duì)埋地管道進(jìn)行內(nèi)腐蝕檢測(cè)，主要針對(duì)的是管壁變化情況測(cè)量和分析。非開(kāi)挖條件下的管內(nèi)腐蝕檢測(cè)過(guò)程中，多采用的是超聲波法、漏磁通法、渦流檢測(cè)法以及電視測(cè)量法和激光檢測(cè)法等。以激光、電視兩種檢測(cè)法為例，實(shí)踐中需配合其他方法使用，這樣才能更加有效的獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。對(duì)于渦流檢測(cè)法而言，雖然其應(yīng)用廣泛，比如可適用于有色和黑色金屬的蝕孔、全面與局部腐蝕以及裂紋的檢測(cè)，但是其在鐵磁材料上的應(yīng)用效果并不明顯，應(yīng)用在表面腐蝕檢查上。若在金屬表面的腐蝕物有磁性垢層，則會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果?；谝陨霞夹g(shù)缺陷分析，目前國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的埋地管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)主要是漏磁法以及超聲波檢測(cè)方法。

2、外腐蝕檢測(cè)

對(duì)于埋地管道而言，其外腐蝕保護(hù)過(guò)程中，通常由絕緣層以及陰極保護(hù)構(gòu)成防護(hù)系統(tǒng)。通過(guò)檢測(cè)陰極保護(hù)參數(shù)，可有效判斷埋地管道防護(hù)層的受損程度，進(jìn)而確定埋地管道受腐蝕程度。通過(guò)這一個(gè)機(jī)理分析研究，檢測(cè)參數(shù)多為管/地電位測(cè)量以及管內(nèi)電流檢測(cè)。目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)外使用的外腐檢測(cè)方法主要有以下幾種，即Pearson檢測(cè)、直流電位梯度、交流電流衰減、埋地管道電流電壓以及變頻-選頻法和CIPS(密間隔電位)等幾種方法。以Pearson檢測(cè)法以及交流電流衰減法為例，這些檢測(cè)技術(shù)多應(yīng)用在外破損點(diǎn)檢測(cè)；對(duì)于埋地管道電流電壓法以及變頻-選頻法而言，多應(yīng)用在外覆蓋層的絕緣電阻檢測(cè)；對(duì)于密間隔電位法而言，主要是基于檢測(cè)管道保護(hù)電位，對(duì)外覆蓋層情況進(jìn)行評(píng)估。上述方法均通過(guò)向埋地管道施加一定的額定交或者直流電信號(hào)，在管道正上方位置對(duì)信號(hào)變化進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)分析和評(píng)判其外覆蓋層情況。

三、埋地管道防腐技術(shù)措施

1、內(nèi)腐蝕防護(hù)措施

第一，使用緩蝕劑。對(duì)于緩蝕劑而言，實(shí)際上就是少量添加在

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