集输脱水站管道常见问题及对策

姜乐

[摘 要]2013年11月22日凌晨3点，位于青岛市黄岛区秦皇岛路与斋堂岛路交汇处，中石化输油储运公司潍坊分公司输油管道破裂，在抢修过程中，发生爆燃事故。造成大量人员伤亡，损失惨重。油田集输脱水站管道系统是由不同管径的集输管道，污水管道、加药管道等组成，各种管道经过多年运行后，由于腐蚀、堵塞、运行管理不善等原因，不可避免的会产生各种损伤和泄露，带来严重的安全隐患，但全部更换新管道，不仅工程量庞大，而且耗资大、工程期长。所以要做好集输脱水站管道的日常维护管理工作。

[关键词]管道 腐蚀 堵塞 措施

中图分类号：TE866 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0254-01

1 管道存在问题分析

1.1管道腐蚀

管道腐蚀主要有以下几种：由原电池原理而导致的钢铁吸氧腐蚀；室外架空管道由于酸雨导致管道表面极具酸性的硫化物（二氧化硫和硫化氢）而导致的析氢腐蚀；室外架空管道由于大气降水导致的二氧化碳酸性腐蚀；管道表面能够代谢硫酸盐的细菌导致的细菌腐蚀和管道内积水导致的腐蚀等，其中吸氧腐蚀是最多的腐蚀情况。集输脱水管道的管材一般为钢管，由于输送的油品中含有硫元素和酸性物质，外加部分管道埋设在土壤中，由于地下水的存在，导致金属管道被腐蚀。

1.据金属被破坏的基本特征分类

根据金属被破坏的基本特征可把腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类：

（1）全面腐蚀：腐蚀分布在整个金属表面上，可以是均匀的，也可以是不均匀的。对全部集输脱水管道系统而言。

（2）局部腐蚀：腐蚀主要集中在金属表面某一区域（如在管道进入室内的各种穿墙时，没有做好管道防腐工作），而表面的其他部分几乎未被破坏。例如点蚀、孔蚀、垢下腐蚀等。垢下腐蚀形成的垢下沟槽、块状的腐蚀，不易被发现，往往是在清垢后或腐蚀穿孔后才知道。局部腐蚀的危害性极大，管道在使用较短的时间内造成腐蚀穿孔，致使原油泄漏，影响集输脱水站的正常生产。

2.据腐蚀环境分类

按照腐蚀环境分类，可分为输送液体内化学介质腐蚀、室外架空管道的大气腐蚀、埋地管道的土壤腐蚀。

3.据腐蚀过程的特点分类

金属的腐蚀也可按化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀3 种机理分类。

（1）金属管道的化学腐蚀：是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。在化学腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，因而没有电流产生。但单纯化学腐蚀的例子是很少见的。很多金属与空气中的氧作用，在金属表面形成一层氧化物薄膜。表面膜的性质（如完整性、可塑性、与金属的附着力等）对于化学腐蚀速率有直接影响。它作为保护层而具有保护作用，首先必须是紧密的、完整的。

（2）金属管道的电化学腐蚀：金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀，是由于金属表面发生原电池作用而引起的，这一类腐蚀叫做电化学腐蚀。金属电化学腐蚀的产生，是由于金属与电解质溶液接触时形成了腐蚀原电池所致。

（3）金属管道的物理腐蚀：是指金属由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏，如许多金属在高温熔盐、熔碱及液态金属中可发生物理腐蚀。

1.2管道连接部位泄漏

集输脱水站管道须使用一定的链接方式才能构成一个完整的系统。压力不高，较为方便使用阀门进行开闭控制和流量调节。集输管道和阀门或者其他设备（如：泵）连接处以及管道需要拆卸的地方都采用法兰连接，为保证法兰连接处的严密性，在法兰两侧都需要使用相对质软的法兰垫圈进行辅助。

实际生产运行中，由于有腐蚀、磨损等原因会造成法兰面的损坏，垫片薄了就很难达到密封效果，就不能保证密封效果了。法兰连接很少是因强度不足而遭破坏的，经常由于密封垫片不好导致泄漏。密封问题已成为法兰连接中的主要问题，而法兰密封面与垫片又直接影响到法兰的密封，因此法兰处极易发生泄漏。

法兰常用的石棉、石墨、聚四氟乙烯等密封垫片，由于其密封材料的组织疏松，致密性差，纤维与纤维之间无数的微型缝隙，很容易被介质浸透，特别是在一定的压力作用下，介质就会通过纤维间的微型缝隙渗透到低压侧来，即通过垫片本身的渗漏称为渗透泄露。渗透泄露与介质的工作压力有关。压力越高，泄露越大。但是皮质垫片不完全遵循这一规律，只在介质压力开始增大时，泄露量增大，而当介质压力达到一定值后，在增大压力，渗漏量反而减小。发生这种情况的原因是皮质内部的微小孔穴，由于介质压力的作用而受压缩，使孔穴变小所致。由此可见，渗透泄漏与密封材料也是密切相关的。除此之外，介质的物理特性对渗透泄漏也有影响。一般而言，粘性大的介质不易发生渗透泄漏。

在日常应用中也会发现， 使用石棉橡胶的密封垫片，在常温状态下，当介质为空气，压力为0.6MPa时就会发生渗透泄漏。而介质为水时，使用压力能达到2.5MPa甚至更高。此外，介质的分子结构也影响渗透泄漏，分子大的介质不易透过密封垫，例如氨气和水蒸气比较，氨气比水蒸气要容易发生泄漏，这是因为氨分子小而水分子大所致。尤其是对分子非常小的氢气来说，皮质密封垫片是无法实现密封的。

从以上的分析可以看出，渗透泄漏只要针对不同的介质，根据其操作压力选择合适的垫片材料和垫片形式是可以避免的，我们日常所说的泄漏均是指法兰的密封界面泄漏。

2 管道问题解决对策

2.1管道腐蚀对策

由于管道腐蚀的成因与条件不尽相同，因此管道防腐依据不同的腐蚀情况也有以下几种不同的方法：合理选材，依据不同的输送介质和环境条件选择不同种类的材料；阴极保护，就是外加直流电源，是原本为阳极的管道金属本身变为阴极而得到保护，或者可以将化学活性相对更为活泼的一种金属附加在管道上，使两者构成原电池，此时更活泼的金属被腐蚀而管道本身则得到保护；介质处理，包括除去介质中腐蚀性强的成分；金属表面添加防腐涂层（如：沥青）以此隔绝钢材制管道和空气中的氧气接触，以此达到保护效果；

添加“缓蚀剂”，缓蚀剂是添加于金属设备中用于减缓腐蚀的一种专用添加剂，由于用量小、投资省和效果明显等优点，是目前管道及其他领域防腐技术的重点发展方向，缓蚀剂的防腐蚀原理可描述为反催化，即和化工生产中所使用的催化剂原理相反，缓蚀剂会提高化学反应所需的活化能，以此减慢腐蚀反应的发生速度。

集输脱水站常用管道清洗技术主要分为化学清洗和物理清洗。化学清洗是利用化学药剂与污垢发生化学反应，使污垢从清洗物体表面分离并溶解分散到水中的清洗方法。化学清洗一般有浸泡法、喷淋法、循环开路法冲洗。油田常用的化学清洗主要以酸性化学清洗剂为主，往往采用阻垢剂来防止水垢产生或抑制其沉积生长，防止管壁上结垢。在使用阻垢剂的过程中，一般在进入中转站二合一掺水管线的前端，用加药泵通过管线把阻垢剂加入集输管道内。

物理清洗是利用力、热、声、光、电等物理作用进行去除污垢的清洗方法。？物理清洗又分为空穴射流清洗技术、高压水射流清洗技术、脉冲清洗技术、超声波清洗技术，其中脉冲清洗技术又分为气脉冲清洗和 电脉冲清洗。目前油田常用的物理清洗管线技术以空穴射流清洗、高压水射流清洗和气脉冲清洗为主。

参考文献

崔之建 史秀敏 李又绿 油气储运设施腐蚀与防护 石油工业出版社

刘天佑 史航 第五运输业—石油储存与运输 石油工业出版社