埋地输气管道腐蚀缺陷分析及修复对策.pdf

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1、第3 5 卷第3 期石油1 = 程建设4 l王悦( 天津大港油田天然气公司，天津3 0 0 3 8 0 )摘要：文章以天津大港油田至沦州的D5 2 9 m m 7 m m 管道投产后的1 9 9 9 年至2 0 0 8 年的历年大修为例，分析了埋地榆气管道腐蚀因素和特点，在总结该管道防腐层历年大修的基础上，根据管道腐蚀程度不同分别提出采用防腐层更新或换管、采用内衬高密度聚乙烯管、采用1 0 0 固含量聚氨酯涂料、采用碳纤维复合修复和C l o c k s p r i n g 复合管道修复等技术对管道进行修复和补强的方法，同时对今后管道的日常管理及防腐层大修提出了建议。关键词：输气管道：腐蚀缺陷

2、：修复；对策中图分类号：T E 9 8 8 2文献标识码：B文章编号：1 0 0 l 一2 2 0 6 ( 2 0 0 9 ) 0 3 一0 0 4 l 0 3O 引言埋地输气管道是天然气长距离输送的主要方式之一管材一般为钢质螺旋焊管。由于长输管道均采用埋地方式。穿越地段地形复杂土壤对管道有着不同程度的腐蚀一直以来都严重威胁埋地输气管道的安全运行。大港油田天然气公司管理的港沧D 5 2 9m m 7m m 管道自1 9 7 6 年投产以来已运行3 0 年之久，目前由防腐层的破损和老化引发的泄漏事故日益增加近几年大修不断。本文结合港 沧D5 2 9m m 管道的防腐层状况及几次大修情况，分析埋地

3、输气管道腐蚀特点及原因在总结防腐层大修的基础上提出常用大修方法。1 埋地钢质管道腐蚀因素分析及特点1 1 埋地钢质管道腐蚀因素分析埋地钢质管道发生腐蚀有四大影响因素：即环境、腐蚀防护效果、钢管材质与制造下艺、应力水平。事实上管道的破坏是上述诸因素相互影响的结果。首先是环境对管道腐蚀的影响。该管道所处沿线土壤电阻率极低属强腐蚀等级大部分管段处于芦苇茂密地带且该地区土壤为滨海盐渍土。从历年该管道大修的情况来看该管道所处的芦苇地带的芦苇根已刺透防腐层在水草地段的管道腐蚀尤其严重。线路上无其他杂散电流存在，由此可见植物根茎和土壤腐蚀( 主要是氧去极化腐蚀) 是环境对该管道腐蚀的主要因素。其次是防护效果

4、的影响。该管道一直以来采用的是防腐层( 石油沥青防腐) 与阴极保护( 牺牲阳极和外加电流法保护) 双重措施石油沥青防腐的主要缺点是吸水率大耐老化性能差不耐细菌腐蚀等。这成为该管道腐蚀的主导因素。从1 9 9 9 年至今已多次对港沧D 5 2 9m m 管道进行大修。2 0 0 7年根据防腐层检测和泄漏点检测结果。判定质量为五级的防腐层有2 57 5 0m 占2 9 9 9 发现破损点30 3 1 个。而阴极保护措施由于部分管段存在漏保的问题因而不能很好地发挥作用。其三是钢管的材质与制造工艺的影响。钢管的材质与制造工艺因素是管道腐蚀的内因。特别是钢材的化学组分与微晶结构。在钢管制造过程中表面存在

5、缺陷( 如划痕、凹坑、微裂等) 也是造成钢管腐蚀开裂的重要原因。最后是管道操作运行过程中使用压力的影响。该管道设计压力为1 5M P a 近几年最高工作压力达到O 9 5M P a 。最低工作压力达到O 4 9M P a 。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拉应力易使腐蚀裂纹扩展。压力循环波动也易使裂纹扩展1 2 埋地钢质管道腐蚀特点1 2 1腐蚀环向分布极不均匀对管道一周顺气流方向按时钟点位进行分区，针协蚪恃策磊一一复一及 三一缺一忑一腐品| |一输| | 地 钳里恃幽 一万方数据4 2石油工程建设2 0 0 9 年6 月发现腐蚀主要集中

6、在3 4 点、8 9 点部位。例如从2 0 0 7 年至2 0 0 8 年完成的1 6 6k m 防腐大修段取得的15 4 7 处腐蚀点可见集中在这一区域的腐蚀约占6 0 7 0 底部约占2 0 上部不足1 0 。1 2 2 腐蚀点绝大多数发生在防腐层与管体剥离的部位据在防腐层大修现场的管道施工人员介绍当施工队伍挖开管道时防腐层并无破损但是当清除防腐层时经常发现一片一片的往下掉，这些部位往往又发现管道腐蚀相当严重。这一现象说明防腐层剥离与管道腐蚀之间存在着某种联系。2 0 0 7 年至2 0 0 8 年依据防腐层电阻率选择大修的1 9 1k m 管道平均防腐层电阻率为10 9 5 倒m 2 ，

7、腐蚀点9 3 6 处。2 腐蚀缺陷修复对策2 1对已形成腐蚀的管道的总体修复对策极重腐蚀的管段必须安排防腐层更新管体补强，有条件时个别管段应考虑换管：重腐蚀管段应优先安排防腐层大修管体补强：中度腐蚀 管段应结合防腐层状况和周边环境在投资允许的条件下安排防腐层更新：轻度腐蚀和无腐蚀管段可暂不修复。2 2 管道腐蚀修复常用方法( 1 ) 对于管道防腐层破坏相当严重，经过防腐层质量检测后确定需要更换防腐层的管段应安排防腐层更新或换管。如：2 0 0 1 年港沧管道的大修和大港油田天然气公司处理站出口约12 5 0m管道的更换。( 2 ) 对于底层腐蚀严重的和施T 困难的管段及公路、铁路穿越处的管段应

8、采用内衬高密度聚乙烯管( H P D E ) 进行修复，效果良好。H D P E 管具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性，不易结垢。具有优异的耐磨性能摩阻系数小，可提高输量。衬有H D P E 管的管道可以增强管道的复合强度，施1 二速度快穿插1k m 约需lh ，不用大开挖和大面积更换外防腐层综合成本低，使用寿命长，一般可达到2 0 5 0 年以上。以港沧管道大修为例，对于腐蚀严重管段漏点较多管段进行H P D E 内穿插修复。2 0 0 1 年港沧管道大修，H P D E 内穿插修复3 2 9k m 2 0 0 6 年对4 3k m 管道进行内穿插修复2 0 0 7 年对4 3k m 管道进行H

9、 D P E 内穿插修复。效果良好。( 3 ) 对于防腐层腐蚀较严重，地下水位以上的管段采用1 0 0 固体含量聚氨酯防腐涂料外防腐；地下水位以下的管段采用三层结构P E 外防腐。1 0 0 固体含量聚氨酯防腐涂料质量优于目前常用的环氧粉末、环氧玻璃钢、无溶剂环氧涂层。施工方便快捷，固化时间短，固化温度要求不 高。2 0 0 0 年至2 0 0 7 年在港沧D 5 2 9 咖管道上已经成功地应用了2 0k m 达到了预期效果。( 4 ) 对于具有环焊缝、腐蚀点及泄漏点的管段进行管体补强。管体采用碳纤维复合修复技术和C l o c k S 研n g 复合管道修复技术进行补强。碳纤维复合材料可降低

10、含缺陷管道的应力水平抗拉强度高，安全可靠，铺设方式灵活，施工温度范围广。修复性能稳定：同时该补强技术具有免焊不动火，施工简便快捷，对施工空间要求低，操作时间短等优点。2 0 0 7 年至2 0 0 8 年对15 4 7 道口进行了补强修复。C l o c k S 面n g 复合管道修复技术。其工艺分预成型法和湿缠绕法。由预成型法修复管道的复合套筒层与层之间涂刷的粘胶和高强度的填料填充于缺陷和管道表面不平整的部位保证复合材料与管道紧密接触。湿缠绕法由S 级高强单向纤维布和C l o c k S p r i n g 专利技术的树脂构成，主要用于异型、弯曲部位缺陷的补强修复。该技术不动火，作业简单方

11、便而且技术上完全满足要求，可以提高施工效率降低现场作业成本。2 0 0 7 年港沧管道大修采用该技术对具有环焊缝、腐蚀点及泄漏点的5 6 1 道管段进行管体补强。( 5 ) 完善管道阴极保护。阴极保护有两种方法：牺牲阳极法和强制电流法。在历年的港沧管道大修中都对管道阴极保护进行了完善2 0 0 1 年港沧大修恢复全线的阴极保护设施( 小韩庄、周二站、大港分输站、沧州末站) ；2 0 0 6 年新增6 口阳极井及配套设施。2 0 0 7 年增加了4 4 组。共3 9 6 支牺牲阳极。目前。港沧D 5 2 9m m 管道阴极保护率达到了1 0 0 。3 对今后管道管理的建议3 1 定期对管道腐蚀状

12、况进行调查完善管道阴极保护措施加强日常管理，管理部门应按S Y 厂r0 0 8 7 1 9 9 5 钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准。对新建管道在投运2 年之内进行一次全线外腐蚀与防护状况的普查和评价：万方数据第3 5 卷第3 期石油工程建设4 3王启宇( 中国石油天然气第一建设公司，河南洛阳4 7 1 0 2 3 )摘要：通过对几个不同质量的反应器采用不同吊装设备吊装的实例，总结出反应器吊装时使用的不同器具、不同吊装方法与技术。文章阐述了单桅杆吊装甲醇合成反应器、双桅杆吊装加氢裂化反应器的方法：介绍了单吊车作主吊的“吊车抬吊法”、双吊车作主吊的“吊车滑移法”吊装反应器的方法；同时也介绍了

13、其他的吊装方法，如环梁吊等；还对采用顶板式吊耳和力矩分配器进行起吊，而用双机作主吊的吊车的安全余度进行了探讨关键词：反应器；吊装；力矩；安全余度中图分类号：T E 6 8 2文献标识码：A文章编号：1 0 0 1 2 2 0 6 ( 2 0 0 9 ) 0 3 _ 0 0 4 3 - 0 6O 引言随着能源需求的增大，我国炼油、石油化工工业方兴未艾。迅猛发展。炼油、石油化T 装置的规模正在向大型化发展。炼油、石油化工装置中的重要设备反应器。也呈现大型化趋势。2 0 0 5 年 1 0 月建成的新疆石油管理局2 0 万妇甲醇装置的甲醇合成反应器，直径3 9 7 8m 、高1 2 9 0 4m 质

14、量1 8 8t ：2 0 0 6 年6 月建成的大连石化分公司3 0 0 万池渣油加氢脱硫装置的第四反应器直径5 2m 、高2 5 9 5m 、质量l0 0 1 t ；2 0 0 7 年4 月建成在投产5 1 0 年内进行第二次检测和评价在此基础上提出维护措施和计划，指导生产管理并确定下次检测和评价时间。在腐蚀调查方案制订中应把防腐层剥离状况的调查和检测放在重要的位置。3 2 对防腐层大修要增强科学意识汲取石油沥青防腐层易产生剥离的经验和教训在选择大修材料过程中把抗剥离能力作为一个重要指标选择抗剥离能力较强的防腐材料。在制订大修工程技术方案过程中凡是对提高粘结力的施工工艺都应尽量采用如对大修管

15、道表面采用喷砂技术等以此增强防腐层与管体表面的粘结力。的大连石化分公司3 6 0 万池加氢裂化装置的反应器，直径4 4m 、高4 6m 、质量12 1 4t ；2 0 0 7 年8 月建成的大港石化分公司1 0 0 万妇加氢裂化装置的反应器，直径3 9 2 3m 、高4 4 1m 、质量8 0 0t ；2 0 0 7 年9 月建成的独山子石化分公司2 0 0 万t a蜡油加氢装置的反应器，直径4m 、高4 6 4 0 6m 、 质量10 4 2 5t ：2 0 0 8 年1 1 月建成的广西石化分公司2 2 0 万t a 蜡油加氢装置的反应器直径5 3 7 3m 、高度4 6 3 3 7m 、

16、质量l5 2 6t ：2 0 0 6 年6月建成的神华煤直接液化反应器，直径5 4 8 6m 、4 结束语输气管道运行超过1 5 年后将会产生不同程度的腐蚀石油沥青防腐管道腐蚀的特点是：腐蚀环向分布极不均匀腐蚀点绝大多数发生在防腐层与管体剥离的部位等。管道管理部门应依据输送工艺条件、管道企业的投资能力等对已检测出腐蚀点的管段综合制订管道修复措施。决策层应从管理、大修两个层面制订防腐层大修方案。从而有效延长管道的使用寿命。作者简介：王悦( 1 9 8 1 一) ，女，陕西西安人，助理工程师，2 0 0 4 年毕业于西安石油大学油气储运专业从事油气储运方面的技术工作。收稿日期：2 0 0 8 一0 8 2 5一法一磊| | |磊一磊| |磊一磊| | |磊_ | |一化 | |万方数据