浅谈石化企业中的管道腐蚀及其影响
发布时间:2022-8-4       来源:佚名    分享到:
当下天燃气、石油的运输多采用埋地金属管道,相较于其他管道运输方式,埋地金属管道运输更能节省成本,提升资源利用率。但金属管道由于长期在地下环境中运行,很容易受到腐蚀造成管道的跑、冒、滴、漏。

石化企业中的管道腐蚀类型


所谓腐蚀,主要是材料在外部介质影响下所产生的化学作用或电化学作用,使材料破坏和质变。


管道是企业基础设施的重要组成部分,担负着输送介质和传递信息的重要任务。介质在输送过程中会与金属管道发生某些化学反应极易造成管路的腐蚀,管道中通过的介质不同,管材不同,腐蚀情况也不同。


根据管道腐蚀的形成原因及位置不同,可将其分为内腐蚀和外腐蚀。管道所输送的介质不同,管道所处的环境不同,内腐蚀和外腐蚀对管道的腐蚀程度也不同。


埋地管道的内腐蚀主要是由管道输送的介质含有腐蚀性成分引起的。输送不同的介质,其腐蚀因素不同。一般情况下管道内腐蚀多发生在弯头、低洼积水处、气液交界面等处。


埋地管道的外腐蚀主要是由管道在运行过程中所处的环境因素引起的。外腐蚀主要包括土壤腐蚀、杂散电流腐蚀等。



石化企业管道腐蚀影响因素


1

管道铺设环境

有些化工管道需要敷设在地下,地下土壤中含有水分和其它元素,这些成分都会对管道造成腐蚀。土壤中的细菌会使管道发生电极反应,该反应会对还原土壤中的盐,还原物质会与管道中的铁元素发生化学反应,该反应必然导致管道腐蚀。另外敷设环境周围的杂散电流也会造成管道腐蚀。该电流分为直流和交流两种形式,其来源于地下流动防护系统,会降低管道本身的防腐蚀性能。

2

管道防护效果

管道本身具有一定的防腐蚀性能,如果该性能过低,最终的防护效果也不会很显著。防腐蚀覆盖层及阴极保护是化工企业常用的防腐措施。这两种措施会控制管道阴极剥离现象,使管道电流阴极保护效果更佳。如果措施有效,管道将不会受到环境腐蚀影响。但在实际中,这种措施防护效果有限,在管道运行中,管道还是无可避免出现腐蚀问题。

3

管道材质与制造工艺

管道材质与制造工艺会对管道质量和性能产生直接影响,管道本身质量不满足要求,即使涂抹防护层,其在应用中,也会比较容易出现腐蚀问题。这种影响因素属于内在因素。管道中的非金属成分过多,会造成腐蚀,金属成分过高,其容易与其他物质发生化学反应,也会造成腐蚀。管道材质应用中,还需要控制其微晶细度等级,使其在应用中不会出现裂缝裂纹。即使出现开裂问题,也要控制裂纹的扩展范围和速度。在管道制作中,操作人员还要对制作工艺进行控制,使其保持精细,减少管道缺陷,进而避免管道腐蚀问题。


腐蚀对石化企业的影响


腐蚀问题在石化企业中较为突出。据统计,石化设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的。一方面其使用的装置设备绝大多数是用钢铁制造的,另一方面设备内的介质(包括原料、成品或半成品等)相当数量具有腐蚀性,一般在较为苛刻的操作条件(高温、高压等)下运行;设备外部在空气、海水或土壤中的酸性物质(主要是二氧化碳等)和水(湿)汽的作用下,也会受到腐蚀。


腐蚀问题为石化企业生产带来了诸多的不稳定因素。装置设备在腐蚀“内外夹攻”下往往导致生产装置运行周期缩短。


一方面,由于生产的连续性和系统性,一个装置生产中断,必然影响上下游生产,又会导致间接经济损失。同时伴随管道腐蚀现象的发生,管道设备使用中存在承压不足等安全隐患,易造成管道断裂穿孔等,如处理不及时发生介质泄漏,不仅会造成资源的浪费,也会对管道沿线的生态环境造成恶劣的影响。


另一方面,由于生产系统内的多为易燃、易爆、有毒介质,一旦溢出,极易引起火灾、爆炸事故和急性中毒事故,导致人员伤亡或中毒。

地下管道腐蚀防护措施


选择耐蚀性材质可以从本质上提高管道的防腐性能,因此材质的选择尤为重要。耐蚀性材质分为两类,即耐蚀性金属材质和耐蚀性非金属材质。现在常用的耐蚀性金属材质包括不锈钢、耐蚀合金、有色金属及其合金等。不锈钢管在氧化性酸和大气、水等介质中具有良好的耐蚀性。铁镍基耐蚀合金具有良好的耐蚀性,如能抵抗应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀等多种形式的腐蚀破坏,并且力学性能和加工性能好。常用的耐蚀性非金属材质包括:玻璃钢、塑料、橡胶和陶瓷等。
管道内防腐是有效控制管道腐蚀损失的重要方法。通过向介质中添加少量缓蚀剂,在管线内壁上形成钝化膜、吸附膜、沉淀膜等各类保护膜,从而起到防止或减缓腐蚀的作用。缓蚀剂在使用过程中的用量极少,而且不改变环境因素;添加缓蚀剂不需要增加设备、操作简单方便,而且具有同一配方可以运用在不同环境的优点。因此在石化行业中应用较为广泛。

管道外防腐层是保护管道不被外部环境腐蚀破坏的第一套屏障,全面系统检测外防腐层上存在的缺陷,并及时修复,可以极大程度提高管道的使用年限,并且可以保障生产运行效率。因此,石化企业应重视对管道的外防腐层检测工作。


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公司凭借多年的管道外防腐层检测经验,将多种检测方法相结合,总结出一套专有的外防腐层检测技术,可以实现

1、准确定位防腐层漏损点,并记录其坐标、相对位置、埋深等属性信息;

2、按防腐层漏损点严重程度分类,确定防腐层漏损点的修复优先级别;

3、检测外防腐层绝缘电阻、评价防腐层防护性能、判别防腐层老化程度;

4、根据外腐蚀缺陷尺寸评价每个外腐蚀缺陷等级,根据外腐蚀缺陷等级评价管道外腐蚀整体状况。


管道外防腐层检测原理:发射机向埋地管道施加一定的电流信号,电流强度会随着管道距离的增加而衰减,在管径、管材、土壤环境不变的情况下,管道防腐层对地绝缘越好,施加在管道上的电流损失越少,衰减亦越小;如果管道防腐层存在破损,电流信号将埋地管道防腐层破损点处与大地形成回路,会导致管道上的电流自破损点处漏失,并在破损点形成球形电场信号,且在破损点正上方时电场强度最强。

埋地金属管道作为我国重要的基础设施之一,在输送“石油”、“天然气”等方面发挥着非常重要的作用。一旦出现管道腐蚀穿孔问题,可能会酿成重大的安全事故。在不开挖的情况下对管道进行外防腐层检测,对管道风险、完整性及运行现状进行评估,分析管道腐蚀原因并提出修复建议,及时修补管道破损的防腐层,针对局部腐蚀管段进行维护和维修,延长管道寿命,在石油炼化企业得到了广泛应用。

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