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現(xiàn)如今的輸油管道一般采用架空敷設或埋地敷設。當金屬管與周圍介質接觸時,會發(fā)生化學或電化學作用,造成表面腐蝕。金屬管道被腐蝕后,石油管道的使用壽命會縮短,可能會嚴重造成泄漏,污染環(huán)境,甚至無法使用。根據金屬腐蝕過程的不同點,可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
單純由化學作用而引起的腐蝕叫化學腐蝕。例如,金屬裸露在空氣中,與空氣中中的O2、H2S、SO2、Cl2等接觸時,在金屬表面上生成相應的化合物(如氧化物、硫化物、氯化物等)。通常金屬在常溫和干燥的空氣里并不腐蝕,單在高溫下就容易被氧化,生成一層氧化皮(由FeO、Fe2O3、Fe3O4組成),同時還會發(fā)生脫碳現(xiàn)象。此外,在油品中含有多種形式的有機硫化物,環(huán)烷酸,它們對金屬輸油管道也會產生化學腐蝕。
當金屬和電解質溶液接觸時,由電化學作用而引起的腐蝕叫電化學腐蝕。它和化學腐蝕不同,是由于形成了原電池而引起的。金屬管道與含有水分的大氣,土壤、湖泊、海洋接觸。這些介質中含有CO2、SO2、HCl、NaCl及灰塵都是不同濃度的電解質溶液,金屬本身由于含有雜質,由于鐵元素和雜質元素的電位不同,所以當鋼鐵暴露于潮濕空氣中時,由于表面的吸附作用,就使鐵表面上覆蓋一層極薄的水膜。影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和外界介質兩個方面。就金屬本身來說,金屬越活潑就越容易失去電子而被腐蝕。外界介質對金屬腐蝕的影響也很大,如果金屬在潮濕的空氣中,接觸腐蝕性氣體或電解質溶液,都易于腐蝕。
根據以往經驗,普遍認好以紅丹油性防腐漆、紅丹醇酸防腐漆等作底漆。這些漆防腐性能好,與鋼鐵表面俯著力強。施工現(xiàn)場用樟丹和清油現(xiàn)配,掌握好比例很重要,一般按下面比例配制:樟丹56.6%,清油37.8%,另外,加汽油或煤油5.6%左右,以利調和快干。待底漆干燥后,均勻涂刷兩遍面漆。面漆材料有很多種,但使用較多的為鋁粉漆。鋁粉漆漆膜平滑、堅韌、附著力強,并有金屬光澤。施工現(xiàn)場配制時,其配比為:鋁粉:清油或清漆:溶劑汽油(重量比為1:1.5:1.5)。
由于油品的潔凈度不同,油品中扔殘留一些雜質、水分、微生物,前面也提到過,因為這些殘留物的存在,管道內壁也會形成原電池,造成防腐,產生的銹片將嚴重影響油品質量。一般內防腐采用036耐油防腐涂料。該涂料化學穩(wěn)定性好,機械性能高,不污染油品,使用方便。
埋地管道的防腐絕緣,一般分為三級:當土壤電阻率,〈20Ω時采用特加強絕緣;20Ω≤當土壤電阻率〈50Ω時采用加強絕緣;當土壤電阻率≥50Ω采用普通絕緣;采用環(huán)氧煤瀝青和玻璃絲布進行防腐絕緣,其耐油性,耐細菌腐蝕性和優(yōu)異的抗陰極剝離性,適用于各種環(huán)境。
除了上述涂料防腐保護外,還可以配合犧牲陽極保護。在電化學腐蝕中,金屬電位高的為陰極,電位低的為陽極,電流從高電位到低電位,低電位金屬失去電子而被氧化,產生腐蝕。如找出另外一些金屬的電位比管道低,這些電位較低的金屬失去電子而被腐蝕。保護了埋地管道,這種做法叫犧牲陽極保護。一般采用鎂陽極和鋅陽極。
輸油管道的陰極保護一般選用犧牲陽極保護法。在待保護的金屬管道上連接一種電位更低的金屬或合金,形成一個新的腐蝕電池。該方法是用電極電勢比被保護金屬更低的金屬或合金做陽極,固定在被保護金屬上,形成腐蝕電極,被保護金屬作為陰極而得到保護。適用于對電流需要量很小的裸管或有涂層管道的外露部位提供陰極保護。