孤永东、孤罗东输油管道腐蚀现状与分析

孤永东、孤罗东输油管道腐蚀现状与分析

盛利油田勘探公司的孤岛分公司管辖着两条输油管道：孤独东路（岛屿—永安-东）和孤独罗以东（岛屿—罗市-东）。孤永东管道为φ529×7,全长64km,中间热泵站(永安站)位于32km处。管道最大设计输量840万吨/年,最小设计输量330万吨/年,目前输量约650万吨/年,管道工作压力3.6MPa,投产日期1984年9月。孤永东管道输送孤东、桩西、海洋、孤岛孤六联四家采油厂原油至东营原油库。孤永东线沿途经过孤岛镇、建林乡、永安乡、东营区等十余个村庄。孤永东管道过黄河段为河底穿越,穿越段约1.5km,两端有切断阀组,且有Φ426×7备用线,是黄河以北重要的原油长输管线之一。孤罗东管道为Φ529×7,全长71km,中间热泵站(集贤站)位于37km处。管道最大设计输量700万吨/年,最小设计输量350万吨/年,目前输量600万吨/年,管道工作压力3.0MPa,投产日期1988年11月。孤罗东管道输送孤岛采油厂孤一至孤五联原油,在集贤站接收河口采油厂原油,输送至东营原油库。孤罗东线沿途经过孤岛镇、济军生产基地、汀罗乡、集贤乡、东营区等十余个村庄,孤罗东管道过黄河段为黄河大桥下挂管跨越,同时Φ529×7复线挂管跨越黄河。孤罗东管道过黄河段为大桥下挂管跨越,跨越段约长1km,两端有切断阀组,且有Φ529×7备用线。两条输油管道平均埋深1.5m,穿越水库、农田、苇塘、树林、沟渠及黄河等复杂地形,部分管段尚有较多违章建筑。输油管道干线采用特加强级沥青玻璃布和恒电位仪强制阴极保护联合防腐方式。输油管道自1984年建成投产以来,已运行近20年,管道老化严重,多次发生腐蚀穿孔跑油事故。管道腐蚀穿孔既浪费了资源与能源,又污染了环境,造成巨大的经济损失。正确评估管道腐蚀情况,制定相应的保护措施,及时进行维修,对确保管道安全运行具有重大意义。一、管道腐败现象分析1.天然暗管道防腐层老化埋地管道防腐层质量的优劣将直接影响恒电位仪输出电流和阴极保护距离。通过历年管道防腐层检测维修,恒电位仪运行参数的变化,防腐层绝缘电阻率的测量以及实际开挖验证,孤永东、孤罗东输油管道防腐层老化严重,很多管段沥青防腐层龟裂、破损、剥离、脱落。2.站库电阻点保护电位下降孤永东、孤罗东输油管道阴极保护为有限长度保护。全线输油站分别设立阴极保护装置,对相邻管段提供阴极保护,保护电位在-0.85~-1.5V(饱和硫酸铜参比电极)之间。由于近几年来管道阴极保护率逐年下降,防腐层绝缘性能降低,站库通电点保护电位接近-1.5V,易使管道发生析氢反应,使管道防腐层发生渗氢脆化,加剧防腐层老化、剥离,造成恶性循环。需对恒电位仪运行参数进行调整,确保管道阴极保护率。3.管道腐蚀层1998年,通过防腐检测,对管道进行开挖发现,输油管道腐蚀相当严重,管道防腐层部分露出管道金属腐蚀痕迹,部分管段防腐层龟裂、剥离严重,严重腐蚀管段管道表面呈凹凸不平状,管道腐蚀虽未穿孔,但腐蚀坑深达2mm的有82处,其中腐蚀坑深达5mm的有15处。4.输油管道腐蚀金属管道的腐蚀是十分复杂的过程。首先它受环境介质组成、土壤微生物、理化性质的影响;其次受金属材料化学成分、组织结构、表面状态的影响;另外受管道受力状态、杂散电流的干扰的影响。由于管道防腐层的老化剥离,剥离防腐层对阴极保护电流形成屏蔽,致使防腐层下的管道处于腐蚀状态,形成保护死角,管道本体腐蚀。主要原因如下:⑴设计不当、施工质量差造成防腐层破坏埋地长输管道为了保护管道安全运行,在弯头、转角、穿跨越部位采取了相应的保护措施(固定墩、套管)。设计人员若防腐设计不当,管道防腐施工中,由于施工条件恶劣或施工队伍的原因,造成防腐层施工质量差,若监督、验收不严,易形成管道腐蚀。近几年来,两条输油管道的固定墩、套管内多次发生腐蚀穿孔。经开挖发现,固定墩内加强肋板与管线焊接处、套管内刮擦部位防腐层质量较差,大面积腐蚀,呈麻坑状,导致腐蚀穿孔。例:2002年2月6日,孤罗东线集贤站外阀组北侧管线穿孔,穿孔位置在固定墩内加强肋板与管线焊接处;2002年9月13日,孤永东线黄河北大堤穿越沉沙池北侧管线穿孔,穿孔位置也在固定墩内。2003年5月24日,孤永东线东营河北侧管线穿孔,穿孔位置同样在水泥固定墩内。⑵运行时限造成防腐层老化由于土壤理化性质、环境温度及电流干扰等因素的影响,随着运行年限的增加,埋地管道防腐层中的芳香烃类物质不断挥发,致使防腐层老化、龟裂、剥离,水进入防腐层与管道本体间,形成腐蚀系统。例:2003年4月12日,孤永东线永丰河南管线穿孔,穿孔部位在管线西侧下部,该段防腐层经开挖发现,水进入防腐层与管道本体间,防腐层大面积严重剥离。⑶违章施工造成的防腐层破坏随着近年来城市建设的不断发展,建筑、道路、沟渠施工大量增加,施工队伍对管道保护法不加重视,施工中破坏管道防腐层甚至造成管道破坏事件大量发生。管道防腐层破坏后,形成管道腐蚀,造成保护死角(腐蚀严重甚至发生管道穿孔情况)。近年来,由于盗油分子疯狂作案,在输油管线上开孔盗油,造成管道防腐层破坏,抢修封堵盗油点后,管道防腐不规范也是形成管道腐蚀的原因。2001年至今,输油管道发生严重腐蚀,甚至出现穿孔情况多数是由于管道防腐层被人为破坏后,长期被水侵蚀造成的。⑷温度差、位置差变化造成的防腐层破坏此类防腐层破坏主要在输油站库内加热炉管线,原油进出加热炉温度变化大,管线从地面转入地下,弯头防腐层质量若稍差,由于温度巨变,防腐层老化加剧,地面水侵蚀,造成管线腐蚀。例:2002年11月29日,孤岛首站孤永东外输线加热炉值班室门口管线穿孔。穿孔部位为地上地下两弯头焊接部,因腐蚀严重,弯头整体壁厚变薄,在外输高压下,弯头焊缝撕裂,裂口长约15cm,宽约1cm。二、管道腐败措施1.管道焊接根据管道检测及开挖检查情况,依据行业标准,每年定期对腐蚀严重管段进行补焊加固,重新进行特加强级沥青玻璃布防腐处理。2.管道防腐检测对埋地长输管道,在弯头、转角、穿跨越部位采取改造措施(固定墩、套管)。管道防腐施工中,加强防腐层施工质量的监督、验收。在管道运行过程中,重点加强对上述部位的监控。3.腐蚀管道设置管道防腐层破损面积与管道表面积相比比较小,而这些破损点又是腐蚀电流流动的通道,管道的腐蚀量与漏失电流密度成正比,防腐层破损处腐蚀穿孔率很高。利用地下管道检漏仪检测防腐层缺陷,对防腐层破损点及时进行修复,防止管道腐蚀的进一步发展。4.管段设党员环对于距离阴极保护站远,外加电流阴极保护效果差的管段,考虑增设牺牲阳极进