石油天然气管道的腐蚀与防护

石油天然气管道的腐蚀与防护

赵文德

(陕西延长石油(集团)有限责任公司油气勘探公司,陕西延安716000)

摘要:目前石油天然气资源的输送主要依靠长距离埋地管道来实现,管材一般为镪制管道.比如中

国石油管道公司承担国内陆上大部分油、气田油气外输管道的建设组织及运营管理任务r下辖近万公

里原油;成品油、天然气长输管道,分布在全国十几个省、自治区、直辖市.因此,如何防止埋地管道的腐蚀破坏.长期以来一直是管道工程中的一个重要环节。关键词:石油天然气;管道运输;腐蚀:防护

管道运输是目前五人运输方式之一,它与铁路、公路、水路和航空等其他运输方式相比,具有成本低、效率高、建设周期短、安全无污染、可穿过各种区域等优点。随着现代l:业的发展.管道已成为理想的运输:[具,是比较经济、安全、有效的运输手段。目前关予管道防瘸层性能检测的方法有多种,但没有统一的评定标准。本项目主要对石油天然气管道的腐蚀现状与机理进行分析,然后总结了一些防护措施。

腐蚀就管道腐蚀的部位来讲,有外腐蚀和内腐蚀;就腐蚀的反应原理来说,可分为化学腐蚀、电

化学腐蚀及生物化学腐蚀。化学腐是土壤、空气或管道中各种化学介质与金属接触发生化学作用

而引起,它不发生化学能向电能的转化。化学腐蚀

时整个金属表面的流失比较均匀。一般腐蚀较轻。电化学腐蚀是金属在电解质中所发生的与电流流

动有关的一种腐蚀。即金属在电解质溶液中因失去

电子而成为离子被溶解。生物化学腐蚀主要指细菌腐蚀,由细菌的生命活动引起或加速金属的腐蚀。‘燃气管道腐蚀中的电化学腐蚀是影响最为严重的。2石油天然气管道腐蚀的防护措旄

2.1涂层防护

l石油天然气管道的腐蚀现状与机理1.1石油天然气管道的腐蚀现状

石油天然气管道管道从油气供应点到油气场

所,经过各种各样复杂的地形,管道所处环境午变万化,输送介质中含有腐蚀性的气体和水.造成了

对输气管道的严重腐蚀危害。大庆油田每年冈腐蚀而更换管道700公里:天津燃气管线38公里,近十年来,管线多次被腐蚀穿孔已更换6公里。按管道投产时闻与壁厚资料计算,穿孔年限5.17年。腐蚀

防蚀涂层作为公认的防护方法已广泛用于埋地管道的腐蚀控制。涂层作为腐蚀控制的第一道防

线,其作用是将管体金属基体与具有腐蚀性的土壤

环境隔离,同时为附加阴极保护的实施提供必要的

绝缘条件。此外,管道涂层在涂装、运转装卸、下

速度0.30-1.22毫米/年。可见,在国内腐蚀现象多么触目惊心。国外防腐工作开展得较早,但腐蚀现象仍普遍存在。同时目前城市石油天然气管道的管线

趋向于采用无腐蚀的塑料管,.但塑料管承受的工作

沟回填以及投产运行后不可避免会出现缺陷。

2.1.1防蚀涂层

目前用于新建埋地管道的防蚀涂层主要有:复合涂层和环氧粉末。煤焦油瓷漆和石油沥青由于污染环境甚前用的很少,用于老管道修复主要是缠带

类和液体涂料。2.1.2复合涂层

通过简单的物理叠合或化学粘结将各具特点的单一涂层材料联为二体,形成综合性能良好的多层涂层系统。包括二层聚乙烯/聚丙烯、三层聚乙烯

压力较低,特别是在低温条件下,抗报强度会大大

削弱,易老化变脆,所以还不能用作高、中压系统的集输气管线,尤其是在高寒地区的集输管线。因此,管材中钢管仍会占有相当大的比例,其腐蚀仍是极待解决的问题和攻关的研究课题。1.2石油天然气管道的腐蚀机理

趑又德:☆油天然气管道的腐蚀b防护

IlJl

/聚丙烯等。护目前有相应的行业标准可执行,包括设计标准、

2.1.3三层聚乙烯/聚丙烯涂层

三层系统是目前常用的复合涂层,由环氧粉末底层、粘结剂中间层和聚烯烃外护层组成。由于其兼有熔结环氧优异的防蚀性能、良好的粘结性与抗阴极剥离性能以及聚烯烃优良的机械性能、绝缘性能及强抗渗透性,从而成为综合性能优异的涂层,广泛用于施工及敷设环境均较苛刻的地带。如:陕.京输气管线、靖.西输气管线及兰.成.渝成品油管线等。三层涂层的主要缺点是施工工艺较复杂:由于中间胶粘剂和外层聚乙烯均采用挤出工艺,焊缝处易形成空鼓;涂层一旦失去粘结,涂层将出现层间分离,高度绝缘的聚乙烯外护层将屏蔽阴极保护电流,产生膜下腐蚀。2.1.4环氧粉末涂层

环氧粉末由固态环氧树脂、固化剂及多种助剂经混炼、粉碎加工而成,在我国也得到了推广应用,

但主要是作为复合涂屡的底层。熔结环氧粉末为一次成膜涂层,具有对钢铁强粘结、良好的膜完整性、优秀的耐阴极剥离性能、耐土壤应力、耐磨损、可冷弯等特点,适用于大多数土壤环境,

但是对冲

施工验收规范、运i亍维护规范及材料标准。此法具

有施工简单,安装工作量小,对邻近地下金属构筑

物不产生千扰影响,同时对杂散电流干扰能起到接

地排流作用,管理也方便等优点。

2.3缓蚀剂防护

缓蚀剂保护是在腐蚀环境中,通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法。采用缓蚀剂防腐蚀,由于使用方便、投资少、收效快,因而对于燃气管道的防腐有很广阔的前景。在缓蚀机理上,缓蚀剂是通过缓蚀剂分子上极性基团的物理吸附作用或化学吸附作用,使缓蚀剂

吸附在金属表面。这样,一方面改变金属表面的电

荷状态和界面性质,、使金属表面的能量状态趋于稳定化,从而增加腐蚀反应的活化能,使腐蚀速度减慢:另一方面被吸附的缓蚀剂上的非极性基团,尚能在金属表面形成一层疏水性保护膜,此膜阻碍着与腐蚀反应有关的电荷或物质的转移,故能使腐蚀

速度减小。缓蚀剂的吸附可分为物理吸附和化学吸

附。物理吸附是由缓蚀剂离子与金属的表面电荷产生静电吸引力和范德华力所引起的,这种吸附快而可逆:化学吸附则是由中性缓蚀剂分子与金属形成

了配位键,它比物理吸附力强而不可逆,但吸附速度却较慢。

总之.随着各种防护方法的不断使用,数据丈量积累,以及防护软件的逐步升级,各种方法针对各种防腐层都应该能够定量评价,这需要进一步研究。

击较为敏感,特别是高温条件下吸水率较高,因此

不适用于湿热环境和石方段。

2.1.5液体聚氯脂涂层

液体聚氨酯涂料也经常用丁.管道的涂层修复,

能够达到要求的厚度,即1.1.5mm。一般无溶剂产品适合于运行温度高达80℃的管道。无溶剂聚氨酯

涂料的优势包括,在儿分钟内就可以达到可触摸的

于度,几个小时可以完全固化:抗磨损和抗士壤应

力的能力强;有非常好的粘结性,但不如环氧树脂的粘结能力好:对阴极保护电流的要求非常低:能

参考文献

【l】彭进.合理的管道防腐蚀设计【M】.石油化工腐

蚀与防护,2001;18(4):49.53.

抗阴极剥离。主要的不利条件与液体环氧涂料相类似,表面不能含有可溶性盐,涂敷过程中对湿气和潮气很敏感,需要用专门的涂敷设备,为了保证表面不连续处得到充分的覆盖,需要在这些地方增加涂层厚度等。2.2阴极保护

阴极保护应用于管道始于上世纪三十年代,到

【2】祝馨.长输管道的腐蚀与防护【lⅥ】.石油化工腐

蚀与防护,2006;23(1):51.53.

【3】李晓星.防腐涂层对阴极保护的影响【M】.全面

腐蚀控制,200l:15(s):16.19.

【4】迟善武.金属管道阴极防腐蚀保护综合评价系

五十年代中期已成为较成熟的防蚀技术,被世界各

国广泛采用。在我国应用也已有五十年的历史。对

统【M】.石油化』=腐蚀与防护,2006123(6):

16.

于埋地管道阴极保护是作为附加保护方式对涂层破损处的管体金属提供防蚀保护的。绝人多数管道f程采用了外加电流阴极保护方式,也有部分管道

‘l:程或部分管段采取了牺牲岛l极保护方式。阴极保

【5】范云,手棕信.阴极保护方案的合理选择【M】.石

油化1:腐蚀与防护,2003;20(6):43.

石油天然气管道的腐蚀与防护

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

赵文德

陕西延长石油(集团)有限责任公司油气勘探公司,陕西,延安,716000化学工程与装备

CHEMICAL ENGINEERING & EQUIPMENT2009,(7)1次

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1.彭进.合理的管道防腐蚀设计[M].石油化工腐蚀与防护,2001;18(4):49-53.2.祝馨.长输管道的腐蚀与防护[M].石油化工腐蚀与防护,2006 23(1):51-53.3.李晓星.防腐涂层对阴极保护的影响[M].全面腐蚀控制,200l:15(5):16-19.

4.迟善武.金属管道阴极防腐蚀保护综合评价系统[M].石油化工腐蚀与防护,2006:23(6):16.5.范云,王棕信.阴极保护方案的合理选择[M].石油化工腐蚀与防护,2003;20(6):43.

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本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_fjhg200907030.aspx

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石油天然气管道的腐蚀与防护

赵文德

(陕西延长石油(集团)有限责任公司油气勘探公司,陕西延安716000)

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而引起,它不发生化学能向电能的转化。化学腐蚀

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电子而成为离子被溶解。生物化学腐蚀主要指细菌腐蚀,由细菌的生命活动引起或加速金属的腐蚀。‘燃气管道腐蚀中的电化学腐蚀是影响最为严重的。2石油天然气管道腐蚀的防护措旄

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防蚀涂层作为公认的防护方法已广泛用于埋地管道的腐蚀控制。涂层作为腐蚀控制的第一道防

线,其作用是将管体金属基体与具有腐蚀性的土壤

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趋向于采用无腐蚀的塑料管,.但塑料管承受的工作

沟回填以及投产运行后不可避免会出现缺陷。

2.1.1防蚀涂层

目前用于新建埋地管道的防蚀涂层主要有:复合涂层和环氧粉末。煤焦油瓷漆和石油沥青由于污染环境甚前用的很少,用于老管道修复主要是缠带

类和液体涂料。2.1.2复合涂层

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压力较低,特别是在低温条件下,抗报强度会大大

削弱,易老化变脆,所以还不能用作高、中压系统的集输气管线,尤其是在高寒地区的集输管线。因此,管材中钢管仍会占有相当大的比例,其腐蚀仍是极待解决的问题和攻关的研究课题。1.2石油天然气管道的腐蚀机理

趑又德:☆油天然气管道的腐蚀b防护

IlJl

/聚丙烯等。护目前有相应的行业标准可执行,包括设计标准、

2.1.3三层聚乙烯/聚丙烯涂层

三层系统是目前常用的复合涂层,由环氧粉末底层、粘结剂中间层和聚烯烃外护层组成。由于其兼有熔结环氧优异的防蚀性能、良好的粘结性与抗阴极剥离性能以及聚烯烃优良的机械性能、绝缘性能及强抗渗透性,从而成为综合性能优异的涂层,广泛用于施工及敷设环境均较苛刻的地带。如:陕.京输气管线、靖.西输气管线及兰.成.渝成品油管线等。三层涂层的主要缺点是施工工艺较复杂:由于中间胶粘剂和外层聚乙烯均采用挤出工艺,焊缝处易形成空鼓;涂层一旦失去粘结,涂层将出现层间分离,高度绝缘的聚乙烯外护层将屏蔽阴极保护电流,产生膜下腐蚀。2.1.4环氧粉末涂层

环氧粉末由固态环氧树脂、固化剂及多种助剂经混炼、粉碎加工而成,在我国也得到了推广应用,

但主要是作为复合涂屡的底层。熔结环氧粉末为一次成膜涂层,具有对钢铁强粘结、良好的膜完整性、优秀的耐阴极剥离性能、耐土壤应力、耐磨损、可冷弯等特点,适用于大多数土壤环境,

但是对冲

施工验收规范、运i亍维护规范及材料标准。此法具

有施工简单,安装工作量小,对邻近地下金属构筑

物不产生千扰影响,同时对杂散电流干扰能起到接

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吸附在金属表面。这样,一方面改变金属表面的电

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速度减小。缓蚀剂的吸附可分为物理吸附和化学吸

附。物理吸附是由缓蚀剂离子与金属的表面电荷产生静电吸引力和范德华力所引起的,这种吸附快而可逆:化学吸附则是由中性缓蚀剂分子与金属形成

了配位键,它比物理吸附力强而不可逆,但吸附速度却较慢。

总之.随着各种防护方法的不断使用,数据丈量积累,以及防护软件的逐步升级,各种方法针对各种防腐层都应该能够定量评价,这需要进一步研究。

击较为敏感,特别是高温条件下吸水率较高,因此

不适用于湿热环境和石方段。

2.1.5液体聚氯脂涂层

液体聚氨酯涂料也经常用丁.管道的涂层修复,

能够达到要求的厚度,即1.1.5mm。一般无溶剂产品适合于运行温度高达80℃的管道。无溶剂聚氨酯

涂料的优势包括,在儿分钟内就可以达到可触摸的

于度,几个小时可以完全固化:抗磨损和抗士壤应

力的能力强;有非常好的粘结性,但不如环氧树脂的粘结能力好:对阴极保护电流的要求非常低:能

参考文献

【l】彭进.合理的管道防腐蚀设计【M】.石油化工腐

蚀与防护,2001;18(4):49.53.

抗阴极剥离。主要的不利条件与液体环氧涂料相类似,表面不能含有可溶性盐,涂敷过程中对湿气和潮气很敏感,需要用专门的涂敷设备,为了保证表面不连续处得到充分的覆盖,需要在这些地方增加涂层厚度等。2.2阴极保护

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【4】迟善武.金属管道阴极防腐蚀保护综合评价系

五十年代中期已成为较成熟的防蚀技术,被世界各

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‘l:程或部分管段采取了牺牲岛l极保护方式。阴极保

【5】范云,手棕信.阴极保护方案的合理选择【M】.石

油化1:腐蚀与防护,2003;20(6):43.

石油天然气管道的腐蚀与防护

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

赵文德

陕西延长石油(集团)有限责任公司油气勘探公司,陕西,延安,716000化学工程与装备

CHEMICAL ENGINEERING & EQUIPMENT2009,(7)1次

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1.彭进.合理的管道防腐蚀设计[M].石油化工腐蚀与防护,2001;18(4):49-53.2.祝馨.长输管道的腐蚀与防护[M].石油化工腐蚀与防护,2006 23(1):51-53.3.李晓星.防腐涂层对阴极保护的影响[M].全面腐蚀控制,200l:15(5):16-19.

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介绍了我国天然气管道的发展现状,分析了天然气管道发展对天然气市场的推动作用,展望了天然气管道的技术发展趋势.

10.学位论文 李延彬 确保胜利油田管道油气运销顺利进行的对策研究 2007

当前胜利油田的原油和天然气主要通过管道运输和销售,确保管道运销顺利进行意义重大。然而在油田管道运销过程中却存在一些不容忽视的问题,影响管道油气的平稳运销,给生产、生活带来不便,严重时可危及到各站库的安全运行及下游企业的正常生产,因此必须采取切实可行措施,确保管道油气运销的顺利进行。本文通过调查研究、试验研究、比较研究、理论研究等方法,归纳出管道油气运销中存在的主要问题:管道及设备自然腐蚀穿孔、打孔盗油盗气现象严重、工农关系处理难度加大、国内原油价格与国际价格不同步、职工素质有待进一步提高等等,剖析了问题产生的原因,并在此基础上提出了解决问题的对策:强化管道施工质量控制及日常运行的巡护;加大资金投入,建设数字化管道;天然气管道特别是民用气管道采取深埋措施;加快石油天然气立法,改革或调整相关税收政策;打造综合素质过硬的油气运销队伍;建立油地关系和谐发展的新机制等措施,确保管道油气运销的顺利进行。

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下载时间:2011年1月13日


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