浅谈石油化工企业工艺管道腐蚀和防护

2022-12-09

工业发展对能源数量及质量均提出了更高的要求, 天然气及石油作为主要的能源, 对国民经济的发展有着重要的推动作用。石油及天然气多是通过管道进行传送及运输, 管道质量直接影响运输质量及安全。石油管道主要为钢制管道, 在地面下铺设, 穿越地区、气候、土壤不同, 可受到各类因素的腐蚀, 然而地下管道出现问题后, 难以及时发现, 同时维护难度较大, 因此导致企业承担较大损失。对石油化工企业工艺管道腐蚀的原因进行分析, 并探讨有效的防护措施有着重要的社会及经济意义。

一、影响石油化工企业工艺管道腐蚀的因素

石油工艺管道在地下铺设, 受到腐蚀的因素较多, 如管道自身腐蚀防护力、外界环境因素、管道应力水平、管道制作工艺及材质等。

1. 管道铺设外界因素

细菌、土壤及杂散电流等是对工艺管道进行腐蚀的重要因素。土壤具有毛细管多孔性, 土壤缝隙内主要成分为水及空气, 水内含有的盐可导致封中具有离子导电性能;土壤化学及物理性质均不稳定, 管道主要材质为不锈钢, 化学性质亦不均匀, 因此处于电化学腐蚀条件的环境时, 可被腐蚀。在不完全土壤内有细菌滋生, 如硫酸盐还原菌, 能够诱导电极反应, 溶硫酸盐与铁发生反应, 管道腐蚀严重。杂散电流是指除地下流动的防护系统外, 产生的能够腐蚀管道的电流, 是导致管道腐蚀的另一大因素, 主要分为交流杂散电流及直流杂散电流, 二者均能够造成管道腐蚀。

2. 管道制作工艺及材质

管道制作工艺及材质是影响管道腐朽与否的重要因素, 目前国内多数石油化工企业均采用钢质管道, 钢质材料自身是微日结构、化学成分组合, 非金属组合含量较高等均可导致管道出现腐蚀现象。管道钢制材料的微晶细度较低时, 晶粒周围会有裂纹扩展存在, 导致管道开裂。在管道的制作过程中, 若制作过程较为粗劣, 管道表面有明显缺陷存在, 那么在使用中亦会出现明显的腐蚀现象。

3. 管道防护效果

管道自身防腐蚀能力在一定程度上可以对管道腐蚀是否发生及发生程度产生较大的影响。目前管道防护措施主要有阴极防护及防腐蚀覆盖层铺设。管道覆盖防腐蚀覆盖层, 主要是针对管道铺设环境腐蚀因素, 在覆盖时尽量与管道紧紧相贴, 避免出现阴极剥离及阴保死区现象。当管道部分出现阴极剥离现象时, 需要调整管道外的阴极保护系统参数, 尽量对管道形成保护, 避免腐蚀现象的出现。

4. 管道使用应力

管道运行及使用过程中, 其压力波动及输送压力亦可导致管道腐蚀及开裂, 当压力增加时, 管道壁使用应力明显增加, 此时管道出现裂纹, 进而导致腐蚀现象的发生;当压力循环型波动时, 管壁裂纹扩展更加严重。

二、石油化工企业工艺管道防腐蚀对策

1. 表层涂层防护措施

目前地下管道防腐蚀最有效、使用最为普遍方法有涂层防护法。作为管道防腐蚀的第一道防线, 管道表面涂层能够分裂管道与腐蚀性较强的土壤环境, 同时, 涂层能够有效保护阴极, 在预防管道腐蚀中有着重要作用。

2. 阴极防护措施

阴极防护主要是针对涂层破损的管道, 是管道保护的另外一种附加保护方式, 同时阴极保护能够用于保护涂层破损部位的金属。目前国内外多数建筑工程中, 电流阴极保护均有广泛使用, 部分工程为实现阴极保护, 甚至以牺牲阳性保护为方式。随着工业技术的发展及成熟, 阴极保护技术逐渐成熟, 行业标准逐渐明确, 主要包括运行规范、材料标准、施工标准及设计标准等。阴极保护管道腐蚀的施工难度较小, 安装工作量较小, 同时在施工时, 管道周围金属构筑物基本不会受到影响, 能够减少损害, 因此使用价值较为显著。

3. 防蚀涂层

目前管道防腐蚀主要涂层为环氧粉末及符合涂层, 主要用于铺设及新修建管道中, 煤焦没瓷漆、石油沥青等较为传统的防腐蚀涂层在实际施工中基本被取代, 而管道腐蚀后期维护工作中主要采用液体及缠带式涂料。相较传统涂层, 有机涂层金属表面附着性较好高, 同时阴极剥离、抗阴极屏蔽能力较强, 耐土壤及抗弯曲性能良好。然而不同的有机涂层存在一定的缺陷, 如熔结环氧粉末涂层的防水性较差, 容易对机械造成损伤, 同时现场修补具有较大难度, 价格较为昂贵, 因此在使用中存在熔结环氧/挤塑聚乙烯结构防护层造价较高问题, 同时对于管道补口及弯头等异性管道中使用效果较差, 在焊缝处使用时, 管体之间可能存在空隙, 防蚀效果较差。

结束语

总之, 地下管道作为石油化工企业发展的重要支持, 其质量直接影响企业输送的质量, 因此相关工作人员要加强分析工艺管道腐蚀的主要因素, 并对其有效的防护措施进行探讨。除土壤等外界不可抗因素外, 管道材质、制作工艺等均为可控因素, 因此在材料的选择中, 尽量选择抗腐蚀性良好、做工精细的材料, 从而减少工艺管道的腐蚀现象, 减少材料损耗;同时要采用有效的防护措施, 进而提高管道有效性, 促进企业的长久发展。

摘要：随着社会经济的快速发展, 石油化工企业作为国民经济发展中重要部分亦得到相应的发展。石油化工企业的工艺管道是保证期正常生产及运营的重要部分, 同时是实现各地之间能源传送的重要载体。目前管道腐蚀是石油化工企业常见的难题及困扰, 企业经济成本明显增加, 经济损失增加。本文主要对石油化工企业工艺管道腐蚀原因进行观察, 并根据相关研究及经验提出相应的防护措施。

关键词：石油化工企业,工艺管道,腐蚀,防护