某平台外输油管道腐蚀穿孔原因分析及建议.pdf

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1、某平台外输油管道腐蚀穿孔原因分析及建议杨涛张超(冀东油田工程监督中心，河北唐山063000)摘要：某平台外输油管道(D457X7．1)5-2013牟11月、12月两次腐蚀穿孔，被迫将其更换。本文通过对该管道的检测数据和穿孔的实际情况分析，得出穿孔主要是点蚀和阴极保护失效造成，同时为其它输油管道提出防护建议。关键词：榆油管道；腐蚀穿孔；防护措施1管道的腐蚀情况某平台外输油管道于2013年11月、12月先后两次穿孔。该管道材质为L360。规格为q)457X7．1，输送的介质含硫较高并存在一定的二氧化碳气体，已投入使用近8年，经外观检查没有腐蚀情况，但经检测分析管道壁厚减损超标，底部腐蚀

2、量已近1．5ram，存在极大的安全风险。将该段更换后，取样查看发现局部腐蚀严重，部分腐蚀点即将穿孔。2穿孔原因分析2．1弱酸腐蚀(1)管道中的水含量高为化学腐蚀创造了条件。二氧化碳、硫化氢腐蚀的发生都离不开水对钢铁表面的润湿作用。因此，水在介质中的含量是影响管道内腐蚀的一个重要因素。一般说来，油水混合介质当油中含水量小于30％时会形成油包水型乳状液，水包含在油中，这些水相对钢铁表面的润湿将受到抑制，发生腐蚀的倾向较小。当水含量大于40％时，会形成水包油型乳状液，油包含在水中，这时钢铁材料表面润湿而易引发二氧化碳、硫化氢腐蚀。按照作业区提供的数据，该输油管道的水含量达到了60％。这为

3、管道内表面腐蚀创造了条件。(2)硫化氢造成钢材脆化和损伤。在湿硫化氢环境中，硫化氢会发生电离，使水具有酸性，硫化氢在水中的电离如下。H2SjH++HS—Hs一—>H+十s2—2H++2e专H副+H甜反应产物氢一部分氢原子之间有较大的亲和力，易相互结合形成氢分子；另一部分原子半径极小的氢原子获得足够的能量后变成扩散氢【H】而渗入钢的内部并溶入品格中。溶于晶格中的氢有很强的游离性，在一定条件下将导致材料的脆化和损伤。(3)CO：／H2S腐蚀过程中不能形成防腐蚀的产物膜。CO：／H：S的腐蚀过程是CO：／H：S溶干水形成碳酸和氢硫酸，释放出氢离子。氢离子极易夺取电子还原，促使阳极铁溶解而

4、导致腐蚀。产物为铁的碳酸物和硫化物，随后表面被铁的腐蚀产物所覆盖。因此CO：／H2s对管道的腐蚀，还与腐蚀产物是否在钢的表面成膜及膜的结构和稳定性有着重要的关系。据采集的数据，该段油管线运行温度在45℃，而在该温度下，管道材料表面无法形成稳定的FeCO、膜(一般认为要在60℃才上才能形成)，管道一直以初始的高速腐蚀，从而使管道腐蚀加快。2．2点蚀是造成穿孔的主要原因。据生产报表推算出，该段的流速在0．14～0．16m／s之间，速度相对较低。腐蚀产物易在管底聚集造成局部腐蚀，形成点蚀，点蚀内的溶液呈停滞状态，物质的流动困难，使闭塞区内外电化学条件形成很大的差异，导致闭塞区内金属表面发

5、生活性溶解腐蚀。主要形成过程如下。(1)孔内氧的贫乏，孔内外形成氧浓差电池。孔内金属表面为阳极，孔自由表面为阴极。开始的时候，发生普通的电化学腐蚀。Fe一2e=F孑+Q+21-／20+4e=4014一(2)正常情况下随着反应的持续，会很快生成一层氧化保护膜，从而大大降低腐蚀速率，但在孔中，随着氧化还原反应进行，孔内部的氧被消耗。可是，由于孔小，氧没法轻松进入孔内，但孔外部的氧却能保证充足供应。这样的“不均衡”，导致了缝隙内外形成了“氧浓差电池”，孔外氧浓度高，为阴极；孔内氧浓度低，为阳极，这样就使得缝隙内的金属加快腐蚀，不断消耗。同时，氧化膜也不易形成，没有保护作用。(3)孔内被腐

6、蚀的金属阳离子不断积累过剩，吸引了孔外的氯离子迁移到缝隙中，以维持电荷平衡，这样造成了氯离子浓度在缝隙中的富集，局部浓度可能比整体溶液的氯离子浓度高很多倍(10倍左右)。氯离子对很多依靠钝化膜的金属具有特殊的功效——能够在局部破坏钝化膜，使其变得不完整，造成裸露的金属基体部分(阳极)与旁边残存的钝化膜(阴极)形成原电池，金属基体不断腐蚀。2．3阴极保护实施效果和维护力度不够。阴极保护能有效的减缓管道腐蚀，目前油田所有的输油管道都有阴极保护。曾对管道的阴极保护进行了检测，沿途部分检测桩缺失，末端电位达不到要求。3预防措施(1)施工中加强管材的报验。虽然在施工前会对进场的管材进行验收，

7、供货商也会提交材质证明材料，监理人员也会对外观等内容进行检查，但这都无法完全保证材质合格。一是监理人员对材质单的审查，只能对照规范对材料的成份进行检查，看是否超标没有。二是在外观检查中发现不了管内的缺陷，如有微裂纹等。(2)采用缓蚀剂防护技术。缓蚀剂能有效的减缓金属腐蚀，已广泛的运用于生产中。(3)定期对输油管道的阴极保护效果进行检测。目前所有的输油管道都有阴极保护，应定期对输油管道的阴极保护效果进行检测，使阴极保护处于有效状态。(4)避免死油段的产生，定期活动死油段