【输油管道腐蚀综合治理技术应用】输油管道内腐蚀

　　摘要：金属腐蚀是一个复杂的化学过程，本文对黄夹克保温管线腐蚀机理及外加电流阴极保护的效果进行了分析，并对庆哈管线的现状提了几点建议。 　　关键词：聚氨酯泡沫塑料；腐蚀；阴极保护
　　中图分类号：U228.6 文献标识码：A
　　1 引言
　　输油管线1999年11月开始投产运行，2002年5月至6月连续发生3起腐蚀穿孔事故，引起了各方面的重视，由此拉开了输油管线腐蚀机理调研、内检测、大修及阴极保护保护优化运行的序幕。
　　2 腐蚀机理
　　金属腐蚀是一个复杂的过程，它可同时伴随多种形式的腐蚀。对庆哈管线来说，起主导作用的腐蚀形式是氧浓差电池腐蚀。影响长输管线腐蚀的因素有：管线材质的不均匀性、泡沫含水量及含水量的变化周期、管线防腐层及外防护层的状况等。
　　长输管线的腐蚀状态主要有两种：（1）焊缝附近管线侧下方的点蚀及不规则带状腐蚀。（2）管线两侧最长达十余米的带状腐蚀。
　　根据管线的腐蚀状态，推断腐蚀原因如下：
　　水从补口热缩带与黄夹克搭接的缝隙进入补口的保温层，水通过保温泡沫纵向扩散，如果防水帽做得好，水就局限在补口处，如果做得不好，水进入管体保温层最长可扩散十余米。进入补口保温层的水从补口防腐胶带与防水帽搭接的缝隙进入胶带内积聚有胶带内部，与管提接触，形成了胶带内部的一个腐蚀环境，由于焊缝附近是热影响区，电位负向移动，形成阳极区，该区域最先被腐蚀，而腐蚀点多发生在该区域的侧下方，是由于胶带内水大多积聚在管线下部，一方面由于管线材质的不匀称性产生局部腐蚀，另一方面水的边界处又形成一个养鸡区，加速该区域的腐蚀。
　　如果防水帽做得不好，水就进入管体保温层并扩散，扩散停止后再泡沫保温层形成一个形状规则的也太环境，它沿管线两侧有水平的界面，该水平面形成形成一个阳极区，造成管线两侧水平的带状腐蚀。
　　3 管线内检测
　　针对长输管线的腐蚀现状，如果把每一个补口扒开重新做防腐显然不经济，而且周期较长，部分严重腐蚀点不能及时维修。2002年分公司决定让新疆三爷恭送对长输管线进行内检测，对管线的腐蚀状况进行评价。这是我公司第一次应用内检测技术，历时两个多月的时间，克服诸多障碍完成了首战至中2站的检测，检测出腐蚀点1179个，经开挖验证，准确率100%。2003年又对中2站至末站进行了检测，检测出腐蚀点107个，经开挖验证，发现部分数据误差较大，例如验证31#定位点上游770.8米处的中毒腐蚀点时，管线接头的位置偏差了4米，且扒开接头后，泡沫很干。由于中2站至末站的部分数据有误差，给该段的大修造成了很大困难。
　　虽然内检测技术还不够完善，但对管线的维修很有知道作用。我们计划定期对管线进行内检测。
　　4 阴极保护优化运行方案的研究
　　我公司输油管道的阴极保护设备自管线投用以来一直在运行，保护电位在发生第一次穿孔前一直保持在-1.5V-2.8V之间，从电位上看管线达到了保护甚至于过保护，那为什么管线运行不到3年就发生穿孔呢。
　　对此我们于2003年3月专门进行了调研，走访了中科院金属腐蚀与防护研究所、中国石油天然气管道研究院、中国石油管材研究所等单位，通过对几家单位的走访，我们对我公司管道的阴极保护失效原因有了初步的了解。
　　前面讲我公司管线腐蚀机理时提到：土壤中的水达到管体表面要经过热缩带与黄夹克间的缝隙进入补口保温层，再通过防腐胶带与防水帽的缝隙进入胶带内，到达管体表面。保护电流同样也要通过这样曲折的路径才能达到表面。为什么非要经过如此曲折的路径呢？因为我们在对腐蚀点维修时发现一个普遍现象：缝隙接头按挖出来后，从外观上看大多数非常完整，没有破损点，因此搭接处的缝隙就是水和电流的唯一通道。此曲折路径的电阻很大，使得保护电流的强度极其微弱。我们做过一个试验：已知一个中度腐蚀点的大概位置，在该腐蚀点上方我们用A字架进行检测，没检测出电位梯度，无法确定该腐蚀点的准确位置，说明该路径的电阻确实很大。
　　水进入防腐胶带内后，由于防腐胶带与管体的间隙很小，在胶带与管体间只能形成很薄的水层。我们知道，只有外界电流流入的管体表面才能被极化，由于水层很薄，电流经过缝隙进入胶带内后电流覆盖的管体表面很小，只有靠近缝隙的管体表面能有电流进入，得到极化，其他区域得不到极化。如果水经过防水帽进入管体保温层，由于保温层较厚，电流覆盖面要大一些，覆盖半径大约有30公分（有明显破损点存在的情况下）其他区域的不到电流。这就是阴极保护失效的原因。
　　5 结语
　　通过输油管线的综合治理，我们有以下几点心得体会：
　　5.1 埋地管线如果采用聚胺脂泡沫塑料保温管，补口质量必须合格，建议采用有钢塑聚乙烯防腐层的聚胺脂沫塑料保温管。
　　5.2 阴极保护只对管线极少一部分进行了保护，无论电位给多少，绝大部分管线还是得不到保护。因此，埋地聚胺脂泡沫塑料保温管线可不进行阴极保护，建议对长输管线各站进行区域保护，取消管线阴极保护，将恒电位仪及阳极井纳入各站的区域保护中，合理利用资源。
　　5.3 内检测对管线的维修由很重要的指导作用，可大幅度降低维修费用，是值得大力推广的一项技术。