输气管线阴极保护防腐蚀技术应用

【摘 要】联合配气站始建于20世纪80年代中期，集输管网已运行近30年，站内存在着部分集输设施存在元件腐蚀、老化问题，造成油气分离效果不好，影响污油回收。并且发生过几次排污管线和管线焊缝处腐蚀穿孔的情况，影响了生产的安全平稳运行。2011年起该站改变传统技术措施，使用输气管线阴极保护技术开展防腐蚀工作，运行3年来，取得了良好效果。

【关键词】联合配气站；管线腐蚀；阴极保护；防腐蚀

联合配气站是中原油田最大的集输气枢纽，主要生产任务是接收中原油田的气井气、采油厂的伴生气和其他油田等外来气，经过调配，供给用户作工业用气和生活用气。

该站始建于20世纪80年代中期，集输管网已运行近30年，站内存在着部分集输设施存在元件腐蚀、老化问题，造成油气分离效果不好，影响污油回收。并且发生过几次排污管线和管线焊缝处腐蚀穿孔的情况，影响了生产的安全平稳运行。

1 管线腐蚀情况

1.1 某预留头管线发生腐蚀穿孔

2010年，在日常检查中发现某预留头管线底部有渗气情况，因该管线为外销供气系统，压力高、流量大，为确保供气安全并查清渗气原因及管线运行状况，对小孔四周及预留管线进行了壁厚检测，结果显示靠近渗气孔位置管壁内腐蚀严重。将检测结果上报后，对渗点进行了补强，消除了该隐患。

1.2 某排污管线腐蚀穿孔

2011年，在冬防保温实施中发现某排污阀门上游排污管线腐蚀穿孔，为确保各汇管安全运行，对所有排污管线进行了除锈刷漆、壁厚检测，发现部分排污管线腐蚀接近临界点，对5个汇管排污管线进行了加强。

1.3 埋地主排污管线腐蚀穿孔

2011年，为掌握站内排污系统运行现状，对联合配气站排污系统进行了加压检验，发现分离器区与低压区之间埋地主排污管线、分离器排污阀门上游排污管线有腐蚀渗漏情况，对两处漏点进行了打卡堵漏。

2 管线腐蚀原因分析

2.1 内腐蚀原因分析

2.1.1 联合配气站的大部分汇管都担负着伴生气的供气任务，分为高压供气任务、低压供气任务和中压供气（外销供气）任务。部分汇管排污阀门失效，再加上各汇管长期运行，造成汇管底部杂质积聚，加快了对汇管及汇管排污管线的内腐蚀。

2.1.2 即使能够及时排液，排污管线内也会存留有少量液体。另外，在排液过程中，气流在推动液体流动的同时，冲刷着管道内壁，将腐蚀产物带走，新的金属面不断，从而加速了腐蚀。

2.1.3 站内部分排污阀门存在内漏，在站内施工过程中，由于要保持压力容器微正压，造成排污系统憋压较高，部分程度的影响了管线内腐蚀速度。

以上都是从管线运行状况进行的原因分析，从腐蚀机理来说，通过管道输送的天然气除了烃类组分外还含有少量的氮气和二氧化碳。二氧化碳对钢材的腐蚀主要是天然气中的二氧化碳溶于水生成碳酸而引起的电化学腐蚀。

2.2 外腐蚀原因分析

2.2.1 输气站内埋地排污管线外防腐涂层，本身存在针孔具吸水性易于老化缺陷，以及在安装施工和运行过程中涂层破坏的情况。破坏和损伤处易使金属暴露于土壤这个腐蚀大环境中，导致大阴极小阳极的现象，致使涂层破损处腐蚀加速，极易腐蚀穿孔。

2.2.2 管道埋地后，管道自身表面的伤痕、刮痕及管线焊接处易形成阳极区，而其余管道表面为阴极区，这样的腐蚀非常活泼且破坏性很强。

2.2.3 将一节新管子焊接在一条旧管子时，如果新管子相对于旧管子很短，其腐蚀速度相对于旧管子就很快，因为新管子作为阳极必须为比它大得多的阴极（旧管道）提供电荷。

此外，还有站场铺设的电缆可能产生的感应电流造成的杂散电流腐蚀、细菌腐蚀等等。

2.3 其它原因

联合配气站建站较早，站内汇管、分离器等压力容器及其排污管线距离地面位置较低，甚至直接与地面直接接触，对日常的维护保养造成不便。

3 传统防腐蚀对策

（1）加大岗位巡检力度，密切关注管网运行压力、流量变化及来液情况，做到及时排液，及时发现问题、解决问题。

（2）做好管线的日常维护保养工作，尤其是管线、设备底部等死角。为此，我们研制了管线维护工具，专门订制一批工作专用弯柄镜子对不便于观察的部位进行检查，根据实际情况使用大小不同的弯头刨刃进行锈点清理。

（3）采取了防腐涂层（环氧沥青喷涂+聚乙烯粘胶带）措施对站内埋地管线进行保护，并定期开展管线、阀门隐患排查治理活动，及时掌握运行状态与存在的问题。

4 阴极保护技术应用

对站内排污系统采用阴极保护技术是一种经济而有效的措施。使用该系统进行维护，提高管网抵御腐蚀的能力。针对地下管线错综复杂的现状，结合所处地段土壤特性，采用阴极保护的措施对站内埋地管线进行保护。从3年多的现场运行情况看效果良好，管线未出现腐蚀。

4.1 阴极保护技术的现场应用

阴极保护装置主要由Mg-1型镁合金阳极、CPS测试桩及CX-111型硫酸铜参比电极等三部分组成。具有不需要外部电源；对外界临近管道影响较小干扰少；安装维护费用低；无需征地或占用其他建构筑物；保护电流利用率高等特点。

4.2 阴极保护保护电位值检测

阴极保护装置正式投入使用后，定期开展了管道的保护电位检测、保护电位曲线图绘制及效果对比分析等一系列工作。

数据表明该套装置每月所测电位值基本保持在正常范围内，对输气管线保护作用较明显。

【参考文献】

[1]胡士信.管道阴极保护技术现状与展望[J].腐蚀与防护，2004（03）.

[2]闫茂成，翁永基.阴极保护管线破损涂层下高pH环境形成规律[J].中国腐蚀与防护学报，2004（02）.

[3]郭莉，程晓峰，巩忠旺.输气站场埋地管道的腐蚀与防护[J].全面腐蚀控制，2012（10）.