管道線(xiàn)路緊急截斷閥的腐蝕問(wèn)題
針對長(cháng)輸管道線(xiàn)路緊急截斷閥閥體外防腐涂層缺陷造成的陰極保護電流流失，以及與線(xiàn)路緊急截斷閥臨近管道處的加速腐蝕問(wèn)題，分析了其產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的原因。指出管道干線(xiàn)未設置絕緣接頭將線(xiàn)路緊急截斷閥與干線(xiàn)進(jìn)行電隔離是造成陰極保護電流流失的主要原因，提出了解決方法和管道線(xiàn)路緊急截斷閥在設計方面需要重視的技術(shù)環(huán)節。
在長(cháng)輸油氣管道干線(xiàn)上，每間隔一定距離或在管道通過(guò)特殊地段時(shí)必須安裝一個(gè)緊急截斷閥(配置氣液聯(lián)動(dòng)執行機構)，以便于管道維修或在發(fā)生故障時(shí)避免事故擴大。
1、管道截斷閥腐蝕原因分析
1.1、截斷閥與管道連接段未設置絕緣接頭
2003年10月，西氣東輸豫皖管理處所轄從太行山麓至滁河東岸近700km管道中有近60km管道陰極保護數據異常。臨近陰極保護站實(shí)測恒電位儀的給定電位為-1.3V，通電電位為-1.29V，保護電流為4A，但在臨近線(xiàn)路截斷閥室測試樁的測量電位降幅明顯偏大，相對于飽和Cu/CuSO4參比電極，測量電位甚至低于-0.85V(表1)。
表1 西氣東輸豫皖管理處部分管段保護電位測試數據(測試時(shí)間：2003年11月21日)
注：臨近陰極保護站給定電位-1.3V，通電電位-1.29V，保護電流4A。
西氣東輸豫皖段線(xiàn)路緊急截斷閥采用直埋式焊接閥，該閥通過(guò)壓力傳感器如若檢測到主管道壓降速率、高壓值、低壓值三者中任一值達到設定值，其執行機構即觸發(fā)關(guān)閥指令，自動(dòng)完成閥門(mén)關(guān)閉動(dòng)作。該閥體積龐大，采用環(huán)氧樹(shù)脂作為外防腐涂層，涂層厚度為0.1～0.3mm。在運輸和施工過(guò)程中，土方回填和其它外力作用都可能破壞環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂層。另外，管道干線(xiàn)均未設置絕緣接頭將線(xiàn)路緊急截斷閥與干線(xiàn)實(shí)施電隔離，陰極保護電流在緊急截斷閥防腐涂層破壞處流出，并在該閥附近半徑為30～300m范圍內的土壤處形成約-0.1～-0.5V的陰極電位電場(chǎng)，造成部分臨近閥室管道保護電位低于-0.85V(圖1)。
圖1 西氣東輸豫皖段線(xiàn)路緊急截斷閥閥室工藝流程
1.2、截斷閥閥體與絕緣接頭相鄰管道無(wú)陰極保護
2009年4月，在中滄輸氣管道與冀寧管道進(jìn)行連接施工過(guò)程中，對恩城閥室開(kāi)挖發(fā)現，線(xiàn)路緊急截斷閥閥體與鄰近的焊接管道腐蝕較嚴重，部分腐蝕點(diǎn)深度超過(guò)1mm。該閥室線(xiàn)路緊急截斷閥于2001年3月安裝，采用直埋式焊接閥，閥體采用環(huán)氧樹(shù)脂作為外防腐涂層，臨近管道采用3PE作為防腐層，閥體上下游5m處管段設置絕緣接頭，避免了陰極保護電流的流失。但是在閥體和絕緣接頭相鄰側10m處，管道存在無(wú)陰極保護狀況。截斷閥閥體材料為含鉻較多的合金鋼，該材料的電極電位比管道干線(xiàn)管材偏正0。1~0。15V，因此截斷閥閥體與管道形成了一個(gè)電偶腐蝕電池，管道作為陽(yáng)極腐蝕加速，而閥體作為陰極受到了保護(圖2)。
圖2 中滄輸氣管道恩城閥室工藝流程
2、防腐措施
2.1、對截斷閥閥體進(jìn)行加強級防腐絕緣
針對西氣東輸豫皖段線(xiàn)路緊急截斷閥與管道連接未設置絕緣接頭的情況，對截斷閥閥體進(jìn)行加強級防腐絕緣�？紤]到閥體的不規則性和野外施工土方回填的實(shí)際情況，采用四油三布環(huán)氧樹(shù)脂中堿玻璃絲布貼面作防腐層。實(shí)踐表明：采用該方案改造后，豫皖段線(xiàn)路緊急截斷閥存在的陰極保護電流流失現象得到了控制，管道保護電位恢復到-0.9V以上(表2)。
表2 西氣東輸豫皖管理處部分管段保護電位測試數據(測試時(shí)間：2004年11月21日)
注：臨近陰極保護站給定電位-1.2V，通電電位-1.19V，保護電流1.5A。
2.2、設置加強級防腐絕緣與犧牲陽(yáng)極保護相結合
針對中滄線(xiàn)個(gè)別線(xiàn)路緊急截斷閥臨近管道加速腐蝕的情況，對線(xiàn)路緊急截斷閥閥體進(jìn)行加強級防腐絕緣，并設置一組犧牲陽(yáng)極保護，且參考文獻的技術(shù)要求對犧牲陽(yáng)極進(jìn)行設計與施工。改造后，于2009年6月測得管道保護電位為-0.93V，滿(mǎn)足了管道陰極保護的技術(shù)要求。
3、問(wèn)題與建議
強制電流陰極保護方法已廣泛應用于長(cháng)輸管道的腐蝕預防與控制，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，管道陰極保護電流的流失會(huì )造成管道陰極保護性能下降，原因之一是管道干線(xiàn)雖然采用了防腐效果可靠的3PE作為外防腐材料，但是像線(xiàn)路緊急截斷閥、放空閥及放空管等外部連接設備的防腐質(zhì)量良莠不齊，造成了長(cháng)輸管道整體陰極保護效果差異很大，甚至影響了陰極保護設備的正常投用。建議在進(jìn)行主管道陰極保護設計時(shí)，針對引進(jìn)的國外設備(如線(xiàn)路緊急截斷閥，TEG熱電發(fā)生器等)對主管道陰極保護電流可能造成的影響，提出相應的技術(shù)要求;同時(shí)對引進(jìn)的國外設備廠(chǎng)家提供的設備技術(shù)性能參數進(jìn)行甄別，對達不到使用要求的設備，提出整改意見(jiàn)。
