埋地金属管道在碱性土壤介质中的腐蚀

2014-03-08陈宇

油气田地面工程 2014年9期

陈宇

大庆油田采油九厂

1 现场测试

1.1 土壤腐蚀性测试分析

金属材料在土壤中的腐蚀行为受土壤的物理性质、电化学性质、化学性质和微生物性质等四类因素影响，这些因素既可单独起作用，也可几种因素共同起作用。龙虎泡油田区域内不同位置处的土壤阴阳离子含量、土壤化学成分含量差别很大，甚至同一位置土壤的均匀性也有差别，且pH值＞7，总体呈碱性。土壤中含盐量越大，则土壤的电导率越大，土壤电阻率越小，土壤的腐蚀性就越强。含水率高的土壤，氧气通过比较困难，空气容量小，孔隙度较小。含水率低的土壤，氧气通过比较容易，空气容量大，孔隙度较高。对于现场复杂的土壤环境，即使距离很近的位置也会表现不同的土壤物理性质。由于一种金属的自然腐蚀电位是随不同的电解质环境而变化的，管道在土壤A中的电位与土壤B中不同，产生电位差，最终形成腐蚀电池，导致腐蚀。

1.2 管道测试分析

现场利用外防腐层检漏仪和PCM埋地管道外防腐层测试系统，对龙虎泡油田的典型管道绝缘电阻率进行测试，再根据防腐层分级标准确定管体损伤等级。现场测试结果表明，龙114—13集油管线、龙118—12水管线附近土壤pH值偏大，土壤腐蚀等级高，管体损伤最严重。

2 室内腐蚀实验

龙虎泡作业区的土壤pH值大多在7.5~9.5之间，土壤中存在大量的Na+、K+、Ca2+等阳离子以及SO42-、Cl-、CO32-、HCO3-等阴离子，管道表面性质或土壤的化学成分不同而形成腐蚀，从而腐蚀金属管道。室内模拟实验采用与现场管材相同的标准试片，埋在各种土壤中，得到龙虎泡作业区主要的土壤环境影响因素与埋地管道腐蚀速率之间的趋势曲线图。从室内腐蚀模拟实验的数据看，随着pH值和含盐量的增大，土壤腐蚀性均出现先快速增强，然后回落并保持稳定的趋势。

3 防护现场试验

防腐层是埋地管道与土壤之间发生电化学反应的有效屏障，实际工程中，管道腐蚀穿孔主要发生在管道防腐层破损处，破损导致土壤与管体接触从而造成腐蚀。而防腐层破损主要是施工破坏、补口不严以及应急补漏维修中防腐层遭到破坏。针对现役管道的防腐保温层结构，且破损较为严重的情况，考虑对在役管道防护层破损处采用现场修复的方法，对管道连接牺牲阳极，以达到加强修复区域阴极保护的作用。现场采取管道破损点防腐层修复和阴极保护以后，保护度达到96.69%～97.17%，效果明显，起到了减轻管道腐蚀的作用。