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长输管道的腐蚀四大因素分析

    目前,石油、天燃气资源的输送主要靠长距离埋地管道来实现,管材一般为钢制螺旋焊管。由于长输管道均采用埋地方式铺设。穿越地段地形复杂,土壤对管道有着不同程度且很强的腐蚀性,漏损也不容易及时发现,且地下管道的维修要进行大量的土方工程,比新建设管线还要费工。因此,如何防止埋地管道的腐蚀破坏,长期以来一直是管道工程中的一个重要环节。
    埋地钢制管道发生腐蚀有四大影响因素:即环境、腐蚀防护效果、钢管材质与制造工艺、应力水平。事实上管道的腐蚀破坏是上述诸多因素相互影响的结果。
一:埋地管道所处的环境
        埋地管道在工作环境下,受着多种腐蚀,主要腐蚀情况有:土壤腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。
    土壤是具有固、液、气三相的毛细多孔性的胶质体,土壤的空隙为空气和水所充满,水中含有一定的盐使土壤具有离子导电性;土壤物理化学性质的不均匀和金属材质的电化学不均匀性,构成了埋地管道的电化学腐蚀条件,从而会产生土壤腐蚀。
    在一些缺氧的土壤中有细菌(硫酸盐还原菌)参加了腐蚀过程,细菌的作用是参加电极反应将可容硫酸盐转化为硫化氢与铁作用,产生细菌腐蚀。
    杂散电流是在地下流动的防护系统设计之外对金属管道产生腐蚀破坏作用的电流。杂散电流腐蚀包括直流杂散电流腐蚀和交流杂散电流腐蚀。直流杂散电流是管道附近高压电力线产生的二次感应交流电叠加在管道腐蚀电化学电池产生的腐蚀,其腐蚀量较小,但集中腐蚀强。
二:防护效果的影响
    腐蚀防护是控制管道是否会发生腐蚀破坏的关键因素。目前
管道防腐采用了双重措施,即防腐蚀覆盖层(通常是3PE防腐)与阴极保护(外加电流或牺牲阳极、排流)。防腐蚀覆盖层至关重要的是能抵御现场环境腐蚀,保证与钢管牢固粘结,尽可能不出现阴极剥离和造成阴极保护死区。一但发生局部剥离,就必须调整外加电流阴极保护系统的运行参数,以便有效控制死区腐蚀、达到防护效果。
三:钢管的材质和制造因素
    钢管材质与制造因素是管道腐蚀的内因,特别是钢材的化学组分和微晶结构,非金属组分的含量高(如S和P)易发生腐蚀,C和Si则易发生脆裂性开裂。微晶细度等级越低,裂纹沿晶粒扩展,易发生开裂。在钢管制造过程中,表面存在缺陷(如划痕、凹坑、微裂等),也容造成腐蚀开裂。
四:管道操作运行过程中的使用应力
    管道操作运行时输送压力与压力波动是应力腐蚀开裂的又一重要因素。过高的压力使管壁产生过大的使用应力,易使腐蚀裂纹扩展;压力循环波动也容易使裂纹扩展。

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