连续低压重整装置埋地管道防腐蚀措施探讨

赵月华

(中国石化集团洛阳石油化工工程公司，河南 洛阳 471003)

石油化工装置中，埋地管道所占的角色表面上显得不是很重要，如果出现问题除了造成材料损失、生产遭到影响和事故以外，更严重的是由于埋地管道的特殊性，腐蚀泄漏不易被发现，极易造成泄漏事故。这不仅会导致经济损失、环境污染、而且还容易造成火灾，甚至威胁人员生命及财产安全。因此，研究埋地管道防腐蚀措施是非常必要的。现以某连续低压重整装置为例，通过对比分析，探讨埋地管道腐蚀原因及其防腐蚀措施。

1 装置简介

某连续低压重整装置位于大陆南方，多雨、潮湿、地下水丰富、水的pH值为7.49、土壤电阻率(地下0.8 m处)350～500 Ω·m，地质情况复杂，装置的埋地管道超过7000 m，管径φ27～φ711 mm不等，介质有循环水、含油污水、污油和消防水，且施工期间正处于梅雨季节，月平均气温达到32.7℃，相对湿度达到91.5%，考虑到地理位置和石油化工装置的特点，对连续低压重整装置的埋地管道从设计选材、施工都提出了具体要求，减少腐蚀的产生，尽可能地延长埋地管道的使用年限，保持装置安稳长满优运行。

2 埋地管道腐蚀原因分析

2.1 分析方法

(1)调查分析法:首先对连续低压重整装置所处的环境和输送的介质进行分析，对环境腐蚀和管道腐蚀损伤进行了评价。同时分析了该厂催化裂化车间(正在停产检修)的埋地管道腐蚀情况，进而提出合理化的建议。

(2)专家评审法:组织环评专家对连续重整项目进行评审，对每一项可能出现或引起埋地管道腐蚀的原因进行分析，形成了评议意见7份。

2.2 腐蚀原因分析

2.2.1 金属自身因素

金属自身因素有异金属接触、化学成分不均、组织结构不均、物理状态不均及表面膜不完整等。这些因素受金属自身以及炼制工艺的影响比较大。

2.2.2 土壤介质因素

介质因素有氧浓差、盐浓差和温度差等，这些差异都取决于金属所处的环境。土壤和介质是埋地管道遭到腐蚀破坏的主要原因。

(1)土壤因素:土壤因素包括土壤的孔隙度、含水量、电阻率、酸度和含盐量［1］等，5类因素都能单独或组合作用于金属外表面，而使其发生化学反应和电化学反应。

(2)微生物因素:在缺氧的土壤条件下，如密实、潮湿的黏土深处，常常发现硫酸盐还原菌等微生物的生长，能够引起强烈的腐蚀。地下埋设金属构件的腐蚀，有一半要归咎于微生物的腐蚀作用。

2.2.3 疲劳腐蚀

疲劳腐蚀也称交变应力腐蚀，是指金属由于机械交变荷载与腐蚀交互作用下所造成的低变形、多跨晶断裂的现象。埋地不均匀的管件结合部位也易引起疲劳损失，继而产生腐蚀;当管道受内压、土壤压力和外界荷载等复杂应力状况时，也易引起管道腐蚀。

2.2.4 冲刷腐蚀

冲刷腐蚀又称磨损腐蚀，当流体流速较低时，腐蚀性产物聚集在管道壁上，形成蚀坑，导致穿孔，当流速高时，由于腐蚀物及时剥离，蚀坑反而难以形成。流体的冲刷和蚀坑存在明显的协同加强作用，天长日久，就会引起腐蚀。

3 埋地管道的防腐蚀措施

3.1 埋地管道材料选用原则

(1)按《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059-2001的要求进行选用;

(2)管道选材应依据管道材料规定和装置特点，进行选材。管材主要有球墨铸铁和无缝钢管(GB8163)。排水管道采用普通流体管，硫含量高的、腐蚀严重的选用球墨铸铁管，同时要考虑腐蚀裕量，临氢介质的管材应依据《加工高硫原油重点装置主要设备设计选材》SH/T3096-2001标准中最新版“纳尔逊曲线”进行选材;

(3)用于管道中含硫化氢介质的管材应依据《加工高硫原油重点装置主要设备设计选材》SH/T3096-2001标准中最新版“柯柏曲线”进行选材。

3.2 采取的措施

3.2.1 提高管道材料等级

利用合金手段促使金属材料发生钝化或生成保护性的腐蚀产物，能有效地提高金属材料的耐腐蚀性。国内研制成铜系、磷矾系和磷铌稀土系等类别钢种，如15MnCuRE和15MnTiCu等，其腐蚀速率根据环境不同，约在0.003～0.012 mm/a。

3.2.2 增强覆盖层保护

管道的外防腐蚀主要有石油沥青、环氧煤沥青、聚乙烯胶带、聚乙烯夹克、熔结环氧粉末及三层防腐蚀等形式。对催化装置的旧管道研究后发现，原采用的环氧煤沥青防腐蚀方式不能很好的起到保护作用，环氧煤沥青防腐蚀由于施工和安装过程中，会形成很多磕碰，将保护层损坏，虽然经过修补，但对外界的抗腐蚀能力已有所减弱，所以，此装置采用聚乙烯胶黏带防腐蚀，提高防腐蚀等级，采用特加强级，防护层厚度达到1.4 mm，这样能够提高对埋地钢管的防腐蚀能力。

3.2.3 阴极保护

通常，应把钢铁阴极电位维持在－0.85 V，以取得完全的保护。如果在有硫酸盐还原菌存在的环境中，电位要维持在－0.95 V左右，以抑制细菌生长。在地下管道密集的地区，应注意阴极保护装置引起的附近管道设施的杂散电流腐蚀。

3.2.4 疲劳腐蚀的对策

表面强化方法，如:抛丸、氮化，对提高腐蚀疲劳强度仍然是有效的。该装置就采用抛丸进行表面处理，改变了以前手工动力除绣的方式，对防腐蚀的黏接力有很大提高。对易引起震动的部位，如泵连接的循环水管道，在管道周围设立减震设施，含油污水和就地排放的部位，设立耐腐蚀的地漏和漏斗。

3.2.5 冲刷腐蚀的对策

冲刷腐蚀主要是在管道上全部使用管件，减少直接开设马鞍口施工方式，对管件的壁厚等级也参照石化管道器材标准进行的选用，更换大半径弯头。

4结论

该装置开工投产两年多来，经过现场调查，没有发生泄漏事故。由此可见:要做好埋地管道的防腐蚀工作，首先要了解装置环境，熟悉腐蚀原理，找到埋地管道形成腐蚀的主要原因，设计不同的防腐蚀方式和金属材料，现场施工中对外防护层施工进行仔细检查，严格遵守国家施工质量验收规范，就一定能保证埋地管道的防腐蚀效果。

［1］中国腐蚀与防护学会.腐蚀与防护全书［M］.北京:化学工业出版社，2001:47.