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石油和天然气无缝管道的腐蚀与防护。

文章来源:无缝钢管厂家作者:优质钢管认证厂家发布时间:2021-05-11 16:22:09阅读次数:
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  首先,石油和天然气用无缝管道的腐蚀特性大多在复杂的土壤环境中,在腐蚀性介质的传播下,因此,无缝管道的内外壁很容易受到腐蚀。一旦管道被腐蚀并打孔,油气将泄漏。不仅运输中断,而且环境也将受到污染,甚至大火等灾难性事故也将极为危险。

  石油,天然气管道由于环境和传输介质的不同,所引起的腐蚀情况也有所不同。其腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,特别是电化学腐蚀为主。内部腐蚀是管道壁中水的介质,气体管道发生了原始的膜电化学腐蚀,一些有害杂质如H2S,CO2和其他金属直接由化学腐蚀引起。腐蚀大多集中在弯头,低洼的水,气液界面等处。外部腐蚀可分为架空线和地下管道两部分进行分析,前者易受大气腐蚀,后者易受土壤侵蚀,细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。影响土壤侵蚀的因素很多,例如土壤的pH值,氧化还原电势,土壤电阻率,盐的种类和含量,水含量,孔隙率,有机质含量和温度。最常见和最有害的因素之一是由于宏观腐蚀细胞引起的土壤介质差异,例如由于不同的土壤盐分含量,土壤的渗透性差异以及由浓度形成的土壤温度不同所致。对各种类型的电池,管道在高盐度,弱渗透性的土壤中有很强的腐蚀倾向,有时这种宏电池两部分之间的钢管间电位差可达约0.3V,两者之间的距离两极长达数公里,此系统电池是埋管严重腐蚀的主要原因。

  二,油气管道的腐蚀控制方法腐蚀控制方法是:选择耐腐蚀材料,涂层保护,加腐蚀抑制剂。电气保护,改善环境。本文主要讨论管道的腐蚀控制。当前常用的管道防腐方案是外涂层加上阴极保护的接头保护,接头保护使防腐控制手段相互补充,降低了防腐控制成本,经济合理,安全可靠,已成为世界发达国家对地面,输水管道的腐蚀防护的普通法。

  地埋管的涂层使钢管与土壤腐蚀等隔离环境,增加了金属腐蚀对电池电路的电阻,减小了腐蚀电流,从而进行了腐蚀控制。但是,在管道的防腐施工中,由于管道运输,施工条件等诸多因素,不能完全破坏涂层,并且涂层处的壁很容易被腐蚀,并且形成的腐蚀孔小。阳极/大阴极条件下,腐蚀电流密度大,腐蚀速率常成倍增长。可以看出,仅使用涂层不能完全防止管道腐蚀,根据电化学腐蚀原理,只要将要保护的金属变成阴极,就可以防止腐蚀。所以,通过辅助阳极通过直流电通往管道,管道电位达到-0.85V,就可以使管道得到足够的保护。也就是说,该方法在损坏的涂层处向管体提供了足够的阴极极化电流,并且有效地保护了管。阴极保护投资一般约为管道总投资的1%,可以大大提高管道的使用寿命。自1970年代以来,世界上许多发达国家已经在工业法规中明确规定长途管道必须采用阴极保护。中国原石油部1984年在《钢管及罐体防腐蚀工程设计规范》 SYJ7-84中规定:输油,输气管道必须有阴极保护。管道电位达到-0.85V时,可以使管道得到足够的保护。也就是说,该方法在损坏的涂层处向管体提供了足够的阴极极化电流,并且有效地保护了管。阴极保护投资一般约为管道总投资的1%,可以大大提高管道的使用寿命。自1970年代以来,世界上许多发达国家已经在工业法规中明确规定长途管道必须采用阴极保护。中国原石油部1984年在《钢管及罐体防腐蚀工程设计规范》 SYJ7-84中规定:输油,输气管道必须有阴极保护。管道电位达到-0.85V时,可以使管道得到足够的保护。也就是说,该方法在损坏的涂层处向管体提供了足够的阴极极化电流,并且有效地保护了管。阴极保护投资一般约为管道总投资的1%,可以大大提高管道的使用寿命。自1970年代以来,世界上许多发达国家已经在工业法规中明确规定长途管道必须采用阴极保护。中国原石油部1984年在《钢管及罐体防腐蚀工程设计规范》 SYJ7-84中规定:输油,输气管道必须有阴极保护。该方法在损坏的涂层处向管体提供了足够的阴极极化电流,并有效地保护了管。阴极保护投资一般约为管道总投资的1%,可以大大提高管道的使用寿命。自1970年代以来,世界上许多发达国家已经在工业法规中明确规定长途管道必须采用阴极保护。中国原石油部1984年在《钢管及罐体防腐蚀工程设计规范》 SYJ7-84中规定:输油,输气管道必须有阴极保护。该方法在损坏的涂层处向管体提供了足够的阴极极化电流,并有效地保护了管。阴极保护投资一般约为管道总投资的1%,可以大大提高管道的使用寿命。自1970年代以来,世界上许多发达国家已经在工业法规中明确规定长途管道必须采用阴极保护。中国原石油部1984年在《钢管及罐体防腐蚀工程设计规范》 SYJ7-84中规定:输油,输气管道必须有阴极保护。可以大大提高管道的使用寿命。自1970年代以来,世界上许多发达国家已经在工业法规中明确规定长途管道必须采用阴极保护。中国原石油部1984年在《钢管及罐体防腐蚀工程设计规范》 SYJ7-84中规定:输油,输气管道必须有阴极保护。可以大大提高管道的使用寿命。自1970年代以来,世界上许多发达国家已经在工业法规中明确规定长途管道必须采用阴极保护。中国原石油部1984年在《钢管及罐体防腐蚀工程设计规范》 SYJ7-84中规定:输油,输气管道必须有阴极保护。

  利用外涂层使钢管与土壤腐蚀等环境隔离是埋地管道腐蚀的基本手段。随着管道延伸到沙漠,沼泽,多年冻土和海洋,以及输送介质的多样化,需要使用涂料来满足更苛刻的环境和工艺条件以及更长的使用寿命。化学工业的发展促进了管道防腐技术的进步。新材料,新工艺和新设备不断涌现。结果,一统天下的整体式沥青涂料已经瓦解,基于分子聚合物的多物种,多标准材料体系和复合体系,

  技术可行性是选择管道外部防腐涂层的基本出发点。其他因素必须以该前提为前提。在地下长距离管道上应用各种防腐涂料的技术可行性通常包括两个方面:满足管道运行要求的运行要求是确保所使用的涂层在设计寿命内充分有效。管道在运行中,环境因素会产生多种破坏性涂层,例如:防腐层与土壤剪切层之间的相对运动对防腐层的影响:挤压土壤硬物和植物根系对土壤的机械破坏涂层。防腐蚀涂层和钢管的热性能之间的差异以及由于阴极保护引起的防腐蚀涂层的剥离效果以及防腐蚀涂层对输送介质的温度等的适用性,从而降低了性能防腐蚀涂层的性能恶化,甚至使防腐蚀涂层恶化。因此,管道涂料的选择应首先考虑其对传输介质和环境的适应性,我们必须综合全面地考虑涂料选择的选择。

  满足管道施工过程的环境和施工过程条件的要求,涂料必须具有足够的硬度,抗弯曲性,抗冲击性和耐磨性,以抵抗运输,管道铺设过程中会产生弹性或塑性变形,冷弯,冲击,回填土壤坚硬物体和土壤摩擦对防腐涂料的作用;防腐涂层应具有一定的耐候性,以防止在回填前的储存,运输和整个施工周期,对大气环境破坏涂层;涂层材料必须具有互补的填充物和伤口材料,而互补的填充材料应能够满足涂料的填充和运行操作的基本要求,并且易于施工;涂装过程对环境的污染程度可能很小。

  在施工过程的可行性选择防腐蚀方案时,除了考虑材料本身的性能外,还需要检查施工过程的可行性。优异的涂料性能需要成熟的配套施工技术进行保护,目前管道常用的三种PE,FBE,煤焦油搪瓷等类型的涂料,其施工设备和施工技术在中国具有国际水平。

  为了确保技术的可行性,许多计划中的经济合理性必须进行经济合理性分析和比较。经济上的合理性还包括运营和建设两个方面,一般来说,管道长寿命设计的维护应注意运行和维护成本的考虑;且维护条件良好,可以适当缩短设计寿命,以节省初期投资成本。当长距离管道受到不同的地质单元或运行参数时,可以在不同的阶段采用不同的防腐层。但是,此部分不应太大。否则,①组织将来申请和日常管理不方便。防腐工程机械的成本被摊销,导致整个防腐工程的成本增加。②应考虑管道填充材料与主要防腐涂料的材料相容性:③阴极保护设计需要考虑绝缘电阻的不同问题。

  环境保护的合法化也对管道建设提出了新的要求。特别是在人口稠密的地区,外涂层的选择应更加注意环保因素。

  管道常用的外涂层熔融环氧粉末(FBE)是由环氧固体环氧树脂涂料,固化剂和各种添加剂经混合,粉碎处理而成的涂料,是一种热固性材料。将环氧粉末通过静电喷涂在预热的钢管上,利用热管壁使其熔化并凝固成型。它的主要优点是:对钢的优异附着力:对阴极剥离和阴极屏蔽具有良好的抵抗力;对土壤压力有极好的抵抗力;低水平的环境污染。主要缺点是由于涂层薄,抗冲击性差,容易划伤:耐候性差,尤其是长期暴露于紫外线下:环氧树脂的极性,耐水性相对较差。适用于大多数土壤环境,特别是黏土,具有较强的土壤压力和定向钻探性 小心岩石,沼泽和高水位。在施工过程中应注意合理安排施工周期,将FBE防腐管放置在开放时间不应超过2个月,否则需要采取遮盖措施。

  三层PE涂层由环氧粉末,粘合剂中间层和聚烯烃外保护层组成。涂布过程为:静电喷涂环氧粉末,在其胶凝时间内将粘合剂熔融物挤出环氧树脂外,二者产生化学键,然后将熔融聚烯烃挤出在未固化的乙烯共聚物粘合剂外,二者具有良好的相容性,从而形成三合一三层PE涂层。

  它的主要优点是:优异的环氧粉末和聚烯烃材料的耐腐蚀性,耐水性,耐磨性和抗冲击性;化学介质的耐腐蚀性良好;表面光滑,耐应力土壤破坏;碳氢化合物结构具有很高的绝缘性能。使保护所需的保护电流降低:对环境的污染程度小。主要缺点是:涂膜工艺复杂,工艺参数的控制更加严格;成本较高;在聚烯烃的外层,很难与填充材料实现最佳粘合。适用于各种土壤环境。特别适用于对机械强度要求苛刻的环境。如石材断面,碎(蛋)石土等地区。

  在传统的单层环氧粉末的外层喷涂双层环氧粉末涂料,并使用聚烯烃改性的环氧粉末,从而显着提高了水蒸气的渗透性和抗冲击性。涂覆工艺是:内层环氧粉末涂料在外层粉末涂料中,工艺参数要求比较严格。它的主要优点是:防水渗透性好,机械性能优于单层FBE:抗冲击性,耐磨性,耐划伤性非常突出;耐阴极剥离,无阴极屏蔽。耐土壤压力:适用于大直径范围。主要缺点是:成本更高;在中国实际应用较少,缺乏大口径管道施工经验。在各种土壤环境中使用,特别是定向钻和W方型钻头。由于成本高昂,通常只在特殊的地方选择。

  煤焦油搪瓷是由煤焦油沥青加入煤焦油,煤焦油馏分和矿物颜料及填料通过加热煮沸而成。涂层过程是热漆搪瓷缠绕玻璃纤维增​​强材料。其主要优点是:化学稳定性好,耐腐蚀性能强;抵抗植物渗透和抗微生物侵蚀;吸水率低,并且随着吸水率的增加缓慢增加;优良的抗老化性能,使用寿命长。主要缺点是:易受土壤应力破坏和机械破坏。具有高温软化,冷脆的趋势,不适合热带和北方使用。适用于中等温度条件,要求较低的机械强度,较差的腐蚀条件,尤其是在地下水位较高,植物根茎茂盛,生物活性经常出现沼泽和灌木丛。考虑环境要求,在人口稠密地区要谨慎使用。

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