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現(xiàn)如今的輸油管道一般采用架空敷設(shè)或埋地敷設(shè)。當(dāng)金屬管與周圍介質(zhì)接觸時(shí),會(huì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)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(huì)縮短,可能會(huì)嚴(yán)重造成泄漏,污染環(huán)境,甚至無(wú)法使用。根據(jù)金屬腐蝕過(guò)程的不同點(diǎn),可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。
單純由化學(xué)作用而引起的腐蝕叫化學(xué)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(shí),在金屬表面上生成相應(yīng)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(shí)還會(huì)發(fā)生脫碳現(xiàn)象。此外,在油品中含有多種形式的有機(jī)硫化物,環(huán)烷酸,它們對(duì)金屬輸油管道也會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。
當(dāng)金屬和電解質(zhì)溶液接觸時(shí),由電化學(xué)作用而引起的腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。它和化學(xué)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(zhì)中含有CO2、SO2、HCl、NaCl及灰塵都是不同濃度的電解質(zhì)溶液,金屬本身由于含有雜質(zhì),由于鐵元素和雜質(zhì)元素的電位不同,所以當(dāng)鋼鐵暴露于潮濕空氣中時(shí),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(zhì)兩個(gè)方面。就金屬本身來(lái)說(shuō),金屬越活潑就越容易失去電子而被腐蝕。外界介質(zhì)對(duì)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(zhì)溶液,都易于腐蝕。
根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn),普遍認(rèn)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(qiáng)。施工現(xiàn)場(chǎng)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(diào)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(jiān)韌、附著力強(qiáng),并有金屬光澤。施工現(xiàn)場(chǎng)配制時(shí),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(zhì)、水分、微生物,前面也提到過(guò),因?yàn)檫@些殘留物的存在,管道內(nèi)壁也會(huì)形成原電池,造成防腐,產(chǎn)生的銹片將嚴(yán)重影響油品質(zhì)量。一般內(nèi)防腐采用036耐油防腐涂料。該涂料化學(xué)穩(wěn)定性好,機(jī)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(jí):當(dāng)土壤電阻率,〈20Ω時(shí)采用特加強(qiáng)絕緣;20Ω≤當(dāng)土壤電阻率〈50Ω時(shí)采用加強(qiáng)絕緣;當(dāng)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(jìn)行防腐絕緣,其耐油性,耐細(xì)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(hù)外,還可以配合犧牲陽(yáng)極保護(hù)。在電化學(xué)腐蝕中,金屬電位高的為陰極,電位低的為陽(yáng)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(chǎn)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(hù)了埋地管道,這種做法叫犧牲陽(yáng)極保護(hù)。一般采用鎂陽(yáng)極和鋅陽(yáng)極。
輸油管道的陰極保護(hù)一般選用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。在待保護(hù)的金屬管道上連接一種電位更低的金屬或合金,形成一個(gè)新的腐蝕電池。該方法是用電極電勢(shì)比被保護(hù)金屬更低的金屬或合金做陽(yáng)極,固定在被保護(hù)金屬上,形成腐蝕電極,被保護(hù)金屬作為陰極而得到保護(hù)。適用于對(duì)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(hù)。