1.管道腐蚀情况
由于管线腐蚀而引起的损失是巨大的,因此,了解腐蚀发生的原因并采取有效的防护措施有着十分重大的意义。金属在不同的环境条件下可以发生不同的局部腐蚀,如孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等。管线腐蚀就是管线在各种环境因素作用下发生化学反应,使管线性能下降、状态改变,直至损坏变质的一种自然现象。腐蚀的发生与温度、压力、电偶、焊缝、土壤环境、微生物、大气及现有的防护措施等因素密切有关。
输油管道基本上采用碳素钢无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋焊缝钢管。输油管道的敷设一般采用地上架空或埋地两种方式。但无论采用那种方式,当金属管道和周围介质接触时,会发生化学作用或电化学作用引起表面锈蚀。金属管道遭到腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,影响所输油品的质量,缩短输油管道的使用寿命,严重可能造成泄漏污染环境。
在使用1~2年就发生腐蚀穿孔造成油气泄漏的现象也时有发生。EGIG(欧洲输气管道事故数据组织—European Gas pipe line Incident Data Group)在对该组织的8个成员单位的管线事故调查数据进行分析的一份报告中显示,由于腐蚀而引起的事故在事故总量中居第三位,仅次于第三方因素和施工、材质缺陷。前苏联的统计资料表明,管线腐蚀事故占停气事故的30%,天然气管线腐蚀事故累积超过2000次,其中有一次竟死亡800多人。另据美国国家标准局调查表明,1975年美国油气工业因腐蚀造成的年度损失费用为90亿美元。
国内的数据显示,1988年全国发生油气田管道事故248起,其中由腐蚀引起的就有202起。在诸多油气设施中,以油气管线腐蚀事故最为触目惊心。目前全世界范围内管线正以每年4万km的速度增长。如此大量的管线埋设在地下,其外部长期受到土壤介质、杂散电流的腐蚀以及各种微生物的侵蚀,内部受到含有H2S、CO2、Cl-等油、气、水的腐蚀,致使管道发生穿孔泄漏和开裂性事故,引发严重的后果。尤其在高压下工作的管线一旦发生破裂,很容易引发火灾、爆炸等灾难性事故。我国对腐蚀损失所做的统计表明,腐蚀所造成的损失约占国民经济的3%,其中石油天然气工业是受腐蚀危害最严重的部门之一。我国的油气田大多数分布在盐碱沼泽地带,属于中、强,甚至特强腐蚀土壤,对各类管道、埋地设施的腐蚀很严重。随着我国油气田开发进入中后期,作为油田主要设施的管道,其腐蚀问题将越来越突出,甚至成为困扰油田生产的一个重要因素。因此,了解腐蚀发生的原因,采取有效的防护措施,有着十分重大的意义。
1)埋地管道的腐蚀机理
(1)电化学腐蚀
电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质发生电化学作用而产生的破坏。地下土镶的物理化学性质的不均匀性和金属材质的电化学不均衡性就为埋地管道的电化学腐蚀创造了条件。电化学腐蚀是埋地管道中最常见的腐蚀形式。
(2)细菌腐蚀