浅析石油管道焊接接头的腐蚀与防护

杨大龙

摘 要：目前，中国很多油田的开发已进入中、高含水开发期，石油管道运输系统的腐蚀问题越来越严重，其中石油管道焊接接头的腐蚀尤为严重，由此引起的石油开发泄露以及管道系统的安全问题频发，造成了严重的经济损失和环境污染，因此不断改进和提高石油管道接头的焊接技术和方法是做好石油管道接头的防腐工作的关键因素，也才可能使得石油运输管道的使用寿命延长和更好的运输原油。

关键词：石油管道焊接;接头;腐蚀;防护

中图分类号： TG457           文献标识码： A            文章编号： 1673-1069（2016）33-175-2

1  石油管道接头的焊接

石油管道的铺设需要标准长度的管道来完成，而焊接石油管道因为具有成本低、工艺性好以及易于制作等优点而被广泛运用于石油管道的铺设工程中，可以说石油运输管道接头的焊接技术对石油运输管道的铺设工程起着关键性作用。但是目前石油管道的焊接技术存在烧穿和流体从管壁带着热量两个问题，这在一定程度上制约了石油管道的铺设以及石油开发工作的进行。所以我们要不断的研究石油管道的焊接原理以及改进焊接方法，从而不断促进石油开发工作的稳定进行。

石油管道接头的焊接方法主要有焊条电焊弧、闪光焊接、气体保护焊接和接头感应焊接。焊条电弧焊在石油管道接头焊缝处采用纤维素型焊条进行根焊和热焊，然后再进行填充焊和盖面焊，且前者与后者所采用的焊条型号是不相同的。闪光对焊的原理是运用两个相同规格和相同材料的接头通过低电压（12V）和高电流（700-1000A）来融化，然后在加上一定的压力挤压焊接在一起。气体保护焊是利用气体作为电弧介质保护电弧和焊接处、通过直流电流（100-500A）来焊接。接头感应焊接是先将两个相对的接头加工成相互适应配合的内外坡口，然后使用高频感应将接头加热使之接合。

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图1  新型焊接技术工艺图

2  石油管道焊接接头的腐蚀

石油管道的焊接工艺的热循环容易导致石油管道的焊接接头组织发生变化，加上力学性能以及电化学性能的不稳定性，石油管道的焊接接头容易被腐蚀，从而大大降低了石油管道的石油寿命。目前我国大多采用电焊弧生产石油管道，但是这种石油管道的焊接及其容易导致焊缝的氢致开裂和硫化物应力腐蚀。油气运输管道的焊接还存在不足之处，主要是烧穿，和流体从管壁带走热量。

2.1 石油管道焊接接头腐蚀的原因

腐蚀是由管道接头材料以及周围介质发生化学和电化学作用而引起的管道接头的变质和破坏。石油管道接头的腐蚀包括硫酸盐腐蚀（SRB）、溶解氧腐蚀、二氧化碳腐蚀、硫化氢腐蚀、垢下腐蚀、应力腐蚀。

2.1.1  四周物质的腐蚀性对管道的腐蚀

能腐蚀石油运输管道接头的物质一般包括二氧化碳、有机硫化物和各种矿物质等，周围土壤的性质及其它的微生物与介质的腐蚀性强弱息息相关，但是，由于长途运输管道涉及的土壤性质比较复杂多变，要想准确评定其腐蚀性存在一定的难度。

2.1.2  周围介质的物理性状的影响

因为石油管道大多采用埋地铺设，所以管道周围的地下水的变化以及各种植物根系都会对石油管道造成腐蚀。

2.1.3  施工因素和焊接材料的影响

石油管道焊接材料的选取对其是否容易遭受腐蚀有着至关重要的影响，而且在进行管道铺设时是否综合考虑周围环境对后期管道的寿命也会造成严重的影响。

2.2 石油管道接头腐蚀的影响

石油管道焊接接头腐蚀不仅是造成石油失效事故的关键原因，石油管道焊接接头腐蚀会穿孔造成石油泄漏，进一步引起石油爆炸事故;而且管道接头的腐蚀还会造成严重的环境污染和经济损失，石油泄漏、爆炸，会造成石油污染和产生一系列有害化学物质，严重影响着我们生存的环境;此外，石油是不可再生资源，是宝贵的矿产资源，腐蚀穿孔导致的大量原油泄漏就是一笔不可估算的经济损失，而且还制约着油田的开发，不利于经济发展，也会带来间接的经济损失。据统计，我国石油管道腐蚀事故很多，由此造成很大程度上的经济损失和污染，其中仅是四川输油管道发生的管道腐蚀事故至少78次，其中川东公司所管辖的输油管道在20世纪七八十年代就发生过12次腐蚀事故，造成的经济损失高达700万元;不仅国内经常发生石油管道接头腐蚀事故，国内外此类事故也是频发不穷，2003年4月7日，美国俄克拉荷马州Glenpool油库一座12719m3的储油罐在装入柴油过程中，由于输油管道的腐蚀引起爆炸起火，大火燃烧21 h，造成另外两座储罐受损，经济损失达235.7×104美元，类似的事件不胜枚举，所以说石油管道接头腐蚀事故是非常普遍的，其危害程度也难以估量。

3  石油管道焊接接头防护措施

石油管道接头的腐蚀问题是一直以来都存在的，要想做好石油管道的腐蚀防护工作，不仅要了解其腐蚀的原因，更是要从技术上解决腐蚀问题。

由石油管道焊接接头的腐蚀原因可知，石油管道的防护主要从以下几处着手：

①因环境选材;

②涂层防腐;

③改进石油运输管道接头的焊接方法以及增强石油运输管道铺设工程的质量监测;

④阴极保护。

管道铺设所经过的地区地形与环境都是不同的，所以要根据实际环境情况选择合适的管道焊接接头材料，从根本上对石油管道进行防护。有些石油管道焊接接头的材料容易受到二氧化碳等介质的腐蚀，这时候可以采用涂层防腐方法。用涂料均匀的涂在石油管道焊接接头处，使之与腐蚀介质隔离而达到防护作用;其中含有防蚀涂层、复合涂层、三层聚乙烯/聚丙烯涂层、环氧粉末涂层和液体聚氯酯涂层。石油管道接头的焊接技术在一定程度上决定了其耐腐蚀程度，所以不断改进焊接技术增强石油管道接头的耐腐蚀程度也是石油管道防护的有效方法之一;当然，管道铺设工程的质量也是影响管道寿命的重要原因，所以在施工的过程中要加强工程质量的监测，全面综合评估周围环境和土壤情况，在施工时就做好防护措施。阴极保护也是目前常用的方法之一，管道接头的腐蚀包括电化学腐蚀，阴极保护法可以有效防止电化学腐蚀，进而提高管道接头的抗腐蚀能力;其中包含牺牲阳极法和强制电流保护法。

4  结束语

石油运输管道焊接接头的腐蚀具有普遍性和广泛性，是石油运输管道的最常见问题之一，但是石油管道的腐蚀会带来严重的社会危害和经济损失，所以尽管石油管道焊接接头的防护及其复杂和困难，但是我们还要不断研究

石油管道的防护和改进防护措施。本文从石油管道焊接接头的腐蚀出发，介绍了石油管道腐蚀的原因以及危害，有助于我们进一步认识到石油管道防护的重要性;本文还提出了石油管道防护的几个主要及常用的方法，我们要注重石油管道的防护，不断完善防护措施，促进石油的稳定开发。

参 考 文 献

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