埋地金属管道腐蚀防护研究

埋地金属管道腐蚀防护研究

韩宾,岳攀峰

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摘要：在对埋地金属管线的防护和维修方面,公司开展了数字模拟阴极保护技术、多区域阴极保护技术、套管辅助太阳极技术、碳纤维补强材料以及废弃油气管道利用等技术开发,有效延长了在用装置的时间,并保障了地面装置的安全工作。

关键词:埋地金属管道;腐蚀防护;研究;

引言

管线是油田地面工程中使用的一种普遍输送手段,主要担负着油田内石油、水、燃气等物资的输送任务,目前使用的管线材质主要有二类,金属材料管道和非金属管道,其中以金属材料管线的使用非常普遍,担负的油田内主要的输送任务。油田输送的介质通常具有很大的腐蚀性,与金属管子产生各种形式的物理化学反应,导致管子发生锈蚀穿孔等问题,对石化公司造成了很大的损失,同时给周围的自然环境造成损害。

一、埋地金属管道的腐蚀防护系统构建情况

1.1防腐涂层建设现状

如今,我们对金属材料管材所采取的保护方法,往往是防锈层的喷涂。金属管道的外部防腐层一般使用了PE耐腐蚀、钢管外壁涂层等一系列技术,在进行金属材料钢管内耐腐蚀施工的同时也会使用聚合物或水泥砂浆衬里等相关技术。在埋地金属钢管的外侧,通常都配有由聚乙烯发泡等物质构筑而成的外保温层。

1.2阴极保护系统构建情况

一般来说,阴极保护作用可以算得上是防止埋地金属管道锈蚀的有效手段。而阴极保护作用一般又包括了外加电压阴极保护作用和牺牲阳极防护二种方法。牺牲电压太阳能防护的基本原理一般是将低电位的金属材料在连接的被防护金属材料或建筑上,而其中低电位金属材料一般有铝、锌等。当这种低电位的金属太阳能材料被牺牲之后,就可以直接对建筑进行防护了。这便是阴极极化反应,建筑的锈蚀也随之减弱。由于牺牲阳极防护方式较为简便,所以这种防护方法通常用不到外部供电,腐蚀的干扰情况也就会有所避免了。外部电压阴极保护作用的基本原理则一般是利用外部电源接通其负极和被防护金属材料的建筑物,这样以来外部供电就能够防护金属表面,使其锈蚀的速率大大减小。恒电位仪、太阳能地床等设备均属外部电压的类型,恒电位仪、太阳能地床等的范围也较大。

二、埋地金属管道腐蚀情况及存在的问题

2.1施工之时防腐工程质量被忽视

管线在建设之时必须完成的吊装、拉运的作业,一旦这种吊装和拉运作业发生故障很易造成管线防腐面出现损坏。一旦这些出现损坏的防腐层不能做好补救措施,则管道的锈蚀出现几率将会大幅增加。通过有关研究,许多复式层之所以发生损坏,正是早期施工的方式错误而造成的,这种损坏情况较为普遍。

2.2二次腐蚀问题严重

这些管子还应该经过补焊,但补焊之后的第二次防腐蚀处理过程就应该受到注意。因为,一旦第二次防腐蚀处理过程操作得不严格,则焊缝位置的锈蚀程度也必将增加,而紧接着穿孔问题也就产生了。据调查,部分管子在补焊之后,第二次保护的工作进行得还不够彻底。穿孔和防腐工作的关系十分密切,第二次保护工作之所以发生纰漏是由于在操作和检查时的工作没有落实而造成的,保护工作不能进行很好的落实就可能造成的这一情况的发生。

2.3阴极保护系统存在问题

据调查,金属阴极保护体系出现的主要问题有以下四个:首先,金属管材在埋入地中阳极流失。金属阳极一旦发生流失的状况,那金属管材的防腐蚀功效就将会大打折扣;第二,金属阳极的防护体系容易遭到人为损坏。一旦有人有意或是无心地损坏了阳极防护体系,那么金属管道的防腐蚀效果也就变成了一张空谈;第三次,当设备老化之后,就没办法达到更先进的方法;第四,在石油场站中有时也会发生防腐蚀技术人员短缺的状况,这样以来金属管道在发生问题之后可能也会遇到修复不及时的状况,从而影响系统的正常工作。

三、埋地金属管道管理的几点建议

3.1因地制宜,完善阴极保护

采油七厂由于地形低洼、因水泡形成子地数量较多,保温施工破坏后,裸露金属管在潮湿的土壤环境中因电化学而锈蚀的情形也比较常见,所以阴极保护作用系统在采油七厂显得尤为重要。并根据阴极保护作用系统在日常保养方面出现的问题,建议全厂维护大队和各采油系统厂矿单位加大在农耕期间及地方施工时间内对阴极保护功能设施的巡视保护力量,以尽量减少因耕地开挖、施工时凿断等破坏所造成的阴极保护功能系统损坏;建议通过提高对阴极保护作用系统维修保养投资,及时更换已老化的保护装置;也建议通过培训与学习,给各采油系统矿配置专门的阴极保护系统维护人员,在系统发生问题时能够更有效的实施保养维修,以保障系统的顺利工作。

3.2源头治理,严控隐蔽工程

在工程建设阶段,建议做好管线铺设的工程质量管理,防止粗暴施工,防止以次充好,提高埋地前的管线工程质量和焊缝质量,厂建设管理部门把好工程现场监理关,严格落实各种隐蔽工程维护的安全措施,以实现"拉运有人盯,连头有人管"。通过健全检查督促的工作程序,完善质量管理体系,加强社会责任意识,及时发现重大问题,并进行及时回料解决。

在检验环节,应抓好实施后的防腐蚀质量抽查与检验,把好竣工验收关,进一步健全埋地管线竣工检查与验收过程的规范化管理过程,并抓好对管窿开挖后进行前的管道外部保护层、补口及防腐保温措施的检查、定位等工作,从根源上遏制了锈蚀的产生,从而改变了目前埋地管线防腐蚀工作的被动与不利形势。

3.3修换结合,降低维护成本

在修复整改的阶段,应当提高对管线维护意识,主张"维护为主,更换为辅,修换结合"的管理理念。做好对埋地金属管线维护的工程质量管理,把好现场监理关,以防止在施工过程中对管线的二次损伤。为了日常检测而开展的检修与临时性堵漏抢修调度施工应当规定,在管体补漏抢修后需要在外保护层予以修复,之后方可敷土。而对于因特殊情形无法实施恢复外防腐层的,则应当要求在规定的时限内恢复修补处的在外保护层,以防止因其产生二次锈蚀而引起的管道锈蚀穿孔。

以φ114×4.5黄夹克管为例,我厂在管线维修时通常选用环氧煤沥青防腐涂层用作防腐面层,用聚氨酯发泡材料作防水板材,或者采用速干的环氧煤沥青涂层和玻璃纤维织物做外护面等比较优化的结构,总体售价约为2.7396万元/km,而更新的φ114×4.5黄夹克管售价为12.4万元/km,管线维修的总造价约为新黄夹克管线售价的22%左右。

3.4管理提升,形成长效机制

在计划实施时,建议设立专门的管道防腐和阴极保护技术队伍,以做好油田埋地管线腐蚀保护和阴极保护技术的管理工作。同时根据油田规模较大,各种管道分布广的特性,还建议对厂、所、矿采取人员承包责任制,即由工厂有专门领导负责,所里设置专门队伍,矿里有专门人员,以实现"管线有人护,出漏有人补,仪器有人保"。由规划所负责防腐系统的操作管理和技术监督,各工程部门负责防腐设备的日常操作、保养和运行数据的收集,并联合进行防腐保温设施项目的质量检查、竣工验收。采油系统矿级组织根据油区的情况定期对重要区域,包括对外输油气线路,高压注水管线、危险和周密区域管线、腐蚀穿孔严重区域的管线等阴极保护设施开展重点检测,同时对阴极保护设备做好维修,确保防腐设备正常工作,建立有效的监督机制。

结语

埋地金属管线的建设、生产、安装等各个环节都要进行保护工作,也只有这样埋地金属管线的防腐措施才会比较严格。一旦一个环节的操作发生偏差就会危害到整条管线的防腐蚀质量,从而产生一些严重后果。要想搞好管线的防腐蚀工程,必须要防止野蛮施工人为失误,必须搞好阴极保护措施,对埋地管道防腐蚀工艺过程的所有环节也必须做好监管,从而使埋地金属管线防腐蚀事业不断健康发展。

参考文献

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