某平臺外輸油管道腐蝕穿孔原因分析及建議.pdf

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1、某平臺外輸油管道腐蝕穿孔原因分析及建議楊濤張超(冀東油田工程監(jiān)督中心，河北唐山063000)摘要：某平臺外輸油管道(D457X7．1)5-2013牟11月、12月兩次腐蝕穿孔，被迫將其更換。本文通過對該管道的檢測數(shù)據(jù)和穿孔的實際情況分析，得出穿孔主要是點蝕和陰極保護失效造成，同時為其它輸油管道提出防護建議。關(guān)鍵詞：榆油管道；腐蝕穿孔；防護措施1管道的腐蝕情況某平臺外輸油管道于2013年11月、12月先后兩次穿孔。該管道材質(zhì)為L360。規(guī)格為q)457X7．1，輸送的介質(zhì)含硫較高并存在一定的二氧化碳氣體，已投入使用近8年，經(jīng)外觀檢查沒有腐蝕情況，但經(jīng)檢測分析管道壁厚減損超標(biāo)，底部腐蝕

2、量已近1．5ram，存在極大的安全風(fēng)險。將該段更換后，取樣查看發(fā)現(xiàn)局部腐蝕嚴(yán)重，部分腐蝕點即將穿孔。2穿孔原因分析2．1弱酸腐蝕(1)管道中的水含量高為化學(xué)腐蝕創(chuàng)造了條件。二氧化碳、硫化氫腐蝕的發(fā)生都離不開水對鋼鐵表面的潤濕作用。因此，水在介質(zhì)中的含量是影響管道內(nèi)腐蝕的一個重要因素。一般說來，油水混合介質(zhì)當(dāng)油中含水量小于30％時會形成油包水型乳狀液，水包含在油中，這些水相對鋼鐵表面的潤濕將受到抑制，發(fā)生腐蝕的傾向較小。當(dāng)水含量大于40％時，會形成水包油型乳狀液，油包含在水中，這時鋼鐵材料表面潤濕而易引發(fā)二氧化碳、硫化氫腐蝕。按照作業(yè)區(qū)提供的數(shù)據(jù)，該輸油管道的水含量達到了60％。這為

3、管道內(nèi)表面腐蝕創(chuàng)造了條件。(2)硫化氫造成鋼材脆化和損傷。在濕硫化氫環(huán)境中，硫化氫會發(fā)生電離，使水具有酸性，硫化氫在水中的電離如下。H2SjH++HS—Hs一—>H+十s2—2H++2e專H副+H甜反應(yīng)產(chǎn)物氫一部分氫原子之間有較大的親和力，易相互結(jié)合形成氫分子；另一部分原子半徑極小的氫原子獲得足夠的能量后變成擴散氫【H】而滲入鋼的內(nèi)部并溶入品格中。溶于晶格中的氫有很強的游離性，在一定條件下將導(dǎo)致材料的脆化和損傷。(3)CO：／H2S腐蝕過程中不能形成防腐蝕的產(chǎn)物膜。CO：／H：S的腐蝕過程是CO：／H：S溶干水形成碳酸和氫硫酸，釋放出氫離子。氫離子極易奪取電子還原，促使陽極鐵溶解而

4、導(dǎo)致腐蝕。產(chǎn)物為鐵的碳酸物和硫化物，隨后表面被鐵的腐蝕產(chǎn)物所覆蓋。因此CO：／H2s對管道的腐蝕，還與腐蝕產(chǎn)物是否在鋼的表面成膜及膜的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性有著重要的關(guān)系。據(jù)采集的數(shù)據(jù)，該段油管線運行溫度在45℃，而在該溫度下，管道材料表面無法形成穩(wěn)定的FeCO、膜(一般認為要在60℃才上才能形成)，管道一直以初始的高速腐蝕，從而使管道腐蝕加快。2．2點蝕是造成穿孔的主要原因。據(jù)生產(chǎn)報表推算出，該段的流速在0．14～0．16m／s之間，速度相對較低。腐蝕產(chǎn)物易在管底聚集造成局部腐蝕，形成點蝕，點蝕內(nèi)的溶液呈停滯狀態(tài)，物質(zhì)的流動困難，使閉塞區(qū)內(nèi)外電化學(xué)條件形成很大的差異，導(dǎo)致閉塞區(qū)內(nèi)金屬表面發(fā)

5、生活性溶解腐蝕。主要形成過程如下。(1)孔內(nèi)氧的貧乏，孔內(nèi)外形成氧濃差電池?？變?nèi)金屬表面為陽極，孔自由表面為陰極。開始的時候，發(fā)生普通的電化學(xué)腐蝕。Fe一2e=F孑+Q+21-／20+4e=4014一(2)正常情況下隨著反應(yīng)的持續(xù)，會很快生成一層氧化保護膜，從而大大降低腐蝕速率，但在孔中，隨著氧化還原反應(yīng)進行，孔內(nèi)部的氧被消耗。可是，由于孔小，氧沒法輕松進入孔內(nèi)，但孔外部的氧卻能保證充足供應(yīng)。這樣的“不均衡”，導(dǎo)致了縫隙內(nèi)外形成了“氧濃差電池”，孔外氧濃度高，為陰極；孔內(nèi)氧濃度低，為陽極，這樣就使得縫隙內(nèi)的金屬加快腐蝕，不斷消耗。同時，氧化膜也不易形成，沒有保護作用。(3)孔內(nèi)被腐

6、蝕的金屬陽離子不斷積累過剩，吸引了孔外的氯離子遷移到縫隙中，以維持電荷平衡，這樣造成了氯離子濃度在縫隙中的富集，局部濃度可能比整體溶液的氯離子濃度高很多倍(10倍左右)。氯離子對很多依靠鈍化膜的金屬具有特殊的功效——能夠在局部破壞鈍化膜，使其變得不完整，造成裸露的金屬基體部分(陽極)與旁邊殘存的鈍化膜(陰極)形成原電池，金屬基體不斷腐蝕。2．3陰極保護實施效果和維護力度不夠。陰極保護能有效的減緩管道腐蝕，目前油田所有的輸油管道都有陰極保護。曾對管道的陰極保護進行了檢測，沿途部分檢測樁缺失，末端電位達不到要求。3預(yù)防措施(1)施工中加強管材的報驗。雖然在施工前會對進場的管材進行驗收，

7、供貨商也會提交材質(zhì)證明材料，監(jiān)理人員也會對外觀等內(nèi)容進行檢查，但這都無法完全保證材質(zhì)合格。一是監(jiān)理人員對材質(zhì)單的審查，只能對照規(guī)范對材料的成份進行檢查，看是否超標(biāo)沒有。二是在外觀檢查中發(fā)現(xiàn)不了管內(nèi)的缺陷，如有微裂紋等。(2)采用緩蝕劑防護技術(shù)。緩蝕劑能有效的減緩金屬腐蝕，已廣泛的運用于生產(chǎn)中。(3)定期對輸油管道的陰極保護效果進行檢測。目前所有的輸油管道都有陰極保護，應(yīng)定期對輸油管道的陰極保護效果進行檢測，使陰極保護處于有效狀態(tài)。(4)避免死油段的產(chǎn)生，定期活動死油段