8月2日下午,陜西省延安市志丹縣延長石油西區采油廠(以下簡稱西區采油廠)一油井平臺發生石油泄漏,大量原油流入河道,被污染的河道約8公里,3.8方原油泄漏。據此前媒體報道,陜北油田密集區原油泄漏事件頻發,原油泄漏原因多為管線破裂、油罐溢罐等。
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筆者認為石油管道漏油原因總共分為5種:輸油管線的質量及老化問題;天氣、地質災害等不可抗力導致管線破裂;人為破壞導致管線破裂;安全事故及內部人員的違規操作;及原油長時間腐蝕管道壁導致管道破裂。調查人員反映此次事件主因是輸油管線的質量問題及老化。
石油管道泄漏帶來的損失是巨大的,其中包括污染水源、污染環境、引發爆炸事故、經濟損失等等。2013年的青島石油管道爆炸就是一個悲劇性的例子,2013年11月22日凌晨,中位于山東省青島經濟技術開發區的中國石油化工股份有限公司管道儲運分公司東黃輸油管道泄漏原油進入市政排水暗渠,在形成密閉空間的暗渠內油氣積聚遇火花發生爆炸,造成62人死亡、136人受傷,直接經濟損失75172萬元。
痛心疾首之余,該如何杜絕這類石油管道漏油事件呢?
《石油天然氣管道保護條例》還明確規定,禁止任何單位和個人從事危及管道設施安全的活動,包括在管道中心線兩側各5米范圍內,取土、挖塘、修渠、修建養殖水場,排放腐蝕性物質,堆放大宗物資,采石、蓋房、建溫室、壘家畜棚圈、修筑其他建筑物、構筑物或者種植深根植物;在管道中心線兩側或者管道設施場區外各50米范圍內,爆破、開山和修筑大型建筑物、構筑物工程等。《石油天然氣管道安全監督與管理暫行規定》亦明確,石油企業應當與管道途經地區的城建規劃、公路、鐵路、氣象、水文和公安等部門保持密切聯系,避免或減輕因建設施工、自然災害和人為破壞對管道安全運行造成的危害。
因此要想杜絕此類事件發生,相關部門必須做到:輸油管線建設應該嚴格執行國家標準;油企應高度保持對環保工作的重視,管理、設施必須嚴格到位。
輸油管線的建設離不開輸油管道的腐蝕與防護
輸油管道的腐蝕問題是原油長距離運輸中的重要問題。由于輸油管道距離長、經過的地區地址環境復雜,管道運行中出現的腐蝕問題不易準確監測和定位,因此一直都是一個比較困難的問題。埋地鋼質輸油管道在長期的輸油運行過程中由于輸送介質的影響,會對管道主體造成嚴重的腐蝕,致使管道存在潛在的運行風險。利用先進的導波檢測手段對沿線的重點地穿越、跨越及管線低點閥室情況進行檢測,通過對管道的防腐層及陰極保護做全面檢測與評價,全面掌握管道的腐蝕狀況,采取必要的防護措施是必須的。
輸油管道腐蝕類型
輸油管道腐蝕種類根據金屬腐蝕過程的不同點,可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。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,與空氣中的O2、H2S、SO2、CI2等接觸時,在金屬表面上生成相應的化合物,通常金屬在常暖和干燥的空氣里并不腐蝕,單在高溫下就輕易被氧化,生成一層氧化皮,同時還會發生脫碳現象,此外,在油品中含有多種形式的有機硫化物,環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做電化學腐蝕,它和化學腐蝕不同,是由于形成了原電池而引起的,輸油管道長期處于原油浸泡之中,原油中的腐蝕介質是輸油管道腐蝕的直接誘因。目前輸油管道的材質一般都是碳鋼或合金鋼,含有多種化學活性不一的金屬元素(鐵、錳等)和非金屬元素(硫、磷等)。這些不同化學活性的元素可在輸油管道內因為電極電位之間的差異,加上管道內原油的流動,會在管道內形成完整的化學腐蝕電池。只要時間允許,這種局部的腐蝕電池可沿著管道大量出現,時間一長會對管道形成嚴重的腐蝕后果。除了這類最常見的管道腐蝕類型外,還存在其他多種腐蝕方式,如氧化反應、微生物腐蝕、二氧化碳腐蝕、硫化氫腐蝕等多種類型。
輸油管道腐蝕防護的常用技術有哪些?
輸油管道一般都采用埋地管道的形式,管道材料通常都是鋼制管道。加之輸油管道穿越的地形復雜,發生滲漏后也不易及時發現,因此對于輸油管道的腐蝕防護一直都是重要的研究課題。
在實踐當中,對于埋設于地下的輸油管道的腐蝕防護最常見的的手段是內壁涂層加外壁涂層(或包扎層)加陰極保護。若嚴格施行這些措施,實踐證實管道可安全運行50年:(1)采用防腐涂料。像紅丹油性防銹漆、紅丹醇酸防銹漆等作底漆,這些漆防繡性能好,與鋼鐵表面附著力強。(2)防腐絕緣處理。施工中按國標除銹,采用環氧煤瀝青和玻璃絲布進行防腐絕緣,其耐油性,耐細菌腐蝕性和優異的抗陰極剝離性,適用于各種環境。(3)埋地管道的電化學保護除了上述涂料防腐保護外,還可以配合犧牲陽極保護。
實踐效果表明這種防護方法比較有效。但這種保護方法需要比較頻繁的檢測陰極保護的電位來判斷是否需要做管道涂層的修復工作。從輸油管道防蝕保護的角度看,防蝕系統的檢測技術是關鍵因素。因此提高管道防蝕系統的檢測水平是提高管道防蝕效果的重點。
管道防腐蝕涂層和陰極保護是相輔相成的,防腐蝕涂層的絕緣性直接影響管道陰極保護效果。因此要提高輸油管道的防腐水平,首先應完善防腐涂層的絕緣性檢測水平。在實踐中常用的檢測方法主要分為直接檢測法(管道覆蓋層開挖檢測、地面檢測)和間接檢測法(陰極保護參數檢測)兩大類。直接檢測法中絕緣電阻率檢測是國內使用頻率最高的方法,在石油瀝青防腐涂層管道上的應用較為成熟。其他的方法如電位反算法等由于受到檢測管道長度的局限,使用頻率較低。陰極保護參數檢測的項目包括整流器輸出、沿線管道保護電位和密間隔電位測試三類,通過陰極保護參數的常規檢測和專項檢測可較為準確的判斷管道防腐涂層是否完好并決定是否要進行涂層修補。輸油管道因為承擔重要的輸油任務,通常不允許停輸檢修,因此更多的是采用陰極保護的方式來對輸油管道進行防腐蝕保護。
在陰極保護方式中,有犧牲陽極法和外加電流法兩大類。前者是利用輸油管道形成新的腐蝕電池來抵消金屬輸油管道局部的腐蝕電池效應,從而延緩管道的腐蝕。外加電流法是將被保護管道與外加的直流電源的負極相連,把另一輔助陽極接到電源的正極電流在管道和輔助陽極間建立較大的電位差。這種方式可對較長距離的管道實施保護。
輸油管道防腐蝕實施方案
對欠保護區段的輸油管道在拆除均壓線后,因管道的投入年限太久,因此制定了部分開挖檢測的補強措施。在開挖出來的管道上發現很多熔結環氧粉末防腐蝕層點狀空鼓、 剝落的現象, 焊口補口處防腐蝕層剝落最為嚴重。
具體措施為:(1)對腐蝕嚴重的管道局部進行補焊加固,重新進行特加強級瀝青玻璃布防腐處理,對埋地長輸管道,在彎頭、轉角、穿跨越部位采取固定墩、套管等改造措施。(2)位于濕度較高地區的埋設管道防腐處理時,配合使用酸性介質緩蝕劑。(3)管道防腐層破損面積與管道表面積相比比較小,而這些破損點又是腐蝕電流流動的通道,管道的腐蝕量與漏失電流密度成正比,防腐層破損處腐蝕穿孔率很高。利用地下管道檢漏儀檢測防腐層缺陷,對防腐層破損點及時進行修復,防止管道腐蝕的進一步發展。(4)在檢修管道上設置鋁基合金犧牲陽極保護。
總之,輸油管道大多埋于地下,而且通常不允許進行停輸檢修,因此管道的腐蝕防護是比較困難的問題。為了提高管道的防腐蝕效果通常會采用陰極防護的辦法,減小實際的土方工程開挖量,節約維護成本,只有萬不得已才會選擇開外的方式來對輸油管道進行防腐蝕維護。因此提高輸油管道陰極保護的技術水平應該是未來的研究方向!
責任編輯:王元
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