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油气储运设计大赛SC管道防腐分析
确定设施及服役工况
参考中国石油大学付川团队答辩,本次赛题的设施包括原油管道(需要穿越河流)、油库储罐
原油管道工况分析:
前半段高程高,后半段高程低,地形起伏较大,存在大落差。管道埋地深度约为1.6m,土质以黏土、粉土为主,含水量为15%~20%。所运输原油含蜡量9%,胶质含量6%,沥青质含量0.85%,含硫量较低为0.6%故分析腐蚀时可以不予考虑。管道钢材等级为X70,属于管线钢,具有高强度,高冲击韧性,有优良的抗氢质开裂等优点。管道需要穿越河流,管线埋在河流下方,由套管包裹,需考虑地下水压力高及变化大的因素。
油库储罐工况分析:
所储存油品为甲b类液体,闪点低于28°油库为4×30000m3 外浮顶储罐,储罐材料16MnR钢属于普通低合金钢,含有少量Mn。储罐壁厚为16mm。油品储罐旁有两座拱顶罐作为消防水罐,一座卧式罐作为泡沫液储罐(泡沫液储罐的防腐不做分析)。
二、认识腐蚀
油管所受到的腐蚀
土壤腐蚀中的局部腐蚀:大部分管道埋在1.6米的酸性黏土之下且湿度为20%,需要考虑土壤腐蚀,其形式为腐蚀宏电池引起的土壤腐蚀,当金属管道通过结构不同和潮湿程度不同时的土壤时(通过砂土和黏土时),由于充气不均匀形成氧浓度差腐蚀电池:处在砂土中的金属管段,由于氧气容易渗入,电位高而形成阴极;而处在黏土的部分由于缺氧,电位低成为阳极。这样就构成了氧浓差腐蚀电池,因而使黏土中的金属管道端加速腐蚀。
杂散电流引起的管道点蚀:管道途径直流电接设备、直流输电线路等,对埋地管道造成的影响和危害极大的,可能会引起的地电位差,对埋地管道具有干扰范围广、腐蚀速度大的特点,其腐蚀的机理是电解作用。
大落差处的应力腐蚀:油品在高处向低处输送时,可能会因为大落差在底部形成较大压力,这部分管道需要考虑应力腐蚀
油品(浮顶)罐所受到的腐蚀
浮顶原油罐内腐蚀?浮顶原油罐内腐蚀最严重的部位是罐底板,罐底板处于水相,其腐蚀形态为局部腐蚀,以蚀坑为主。主要原因如下:①原油沉积水的腐蚀。类似于拱顶原油罐罐底内腐蚀。②外浮顶支柱对罐底的破坏。
拱顶罐所受到的腐蚀
拱顶罐为消防罐,内部主要为消防水,管壁内与水接触部位会发生电化学腐蚀(不作重点考虑)
三、防腐方法
1.管道涂层法
管道涂层指用涂料均匀致密地涂敷在经除锈的金属管道表面上,使其与各种腐蚀性介质隔绝,从而达到防腐的作用。常见的防腐涂层材料有美国阿莫 370 管道涂层 (AP370PLC)、陶瓷填充涂层、酚醛环氧涂料、高分子复合材料等。
2.阴极保护法
阴极保护法指埋在土壤中的金属管道由于各种原因,管道表面出现阳极区和阴极区,***部腐蚀。阴极保护就是利用外加手段迫使电解质中被保护管道金属表面都成为阳极,以达到抑制腐蚀的目的。在使用阴极保护时,被保护的金属管道应该有良好的防腐绝缘层,以降低阴极保护的费用。阴极保护技术根据保护电流的供给方式,可以分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。
牺牲阳极法:它无需外部电源,安装维护费用较低,对外界的干扰也比较小,不用征地或者占用其他建筑物,保护电流利用率也比较高,因此特别适用城市范围内的埋地钢管腐蚀。
强制电流法:它的保护范围大,适合范围也比较广,输出电流高,综合费用低,因此比较适合用于长输管线或者市郊管线的防腐。因此在实施时会带来较大的困难。因此,城市埋地煤气管道防腐的阴极保护适合用牺牲阳极法。若是条件允许,也可以采用强制电流保护法。
3.排流法
将管道中流动的干扰电流,人为的使之直接回流到铁轨或回归线,返回整流器,需要将管道与 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 杂散电流检测,确认干扰源及干扰方式,并制定合理的排流方案。杂散电流检测主要包括排流预备性测试、排流工程测试、排流效果测试三部分。常用的检测仪器有CIPS-Slogger杂散电流数据记录仪、RD-SCM杂散电流检测仪器。
储罐腐蚀情况检测:
声发射在线检测技术可以对储罐底板的失效进行及时发现和预报,在保证安全的情况下可以最大程度地减少开罐检查的储罐数量,从而大大降低总体的检修费用。对于需要开罐详查的储罐则可采用先进的漏磁检测技术(或低频涡流技术)对罐底板进行扫描探测,以作出全面的定量评价,为检修决策提供依据。爬壁自动超声检测技术可在线进行,实施方便,可靠性高,检测费用低。
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