張學(xué)鵬

中石油管道有限責(zé)任公司

輸油管道長期閑置可能加速其腐蝕，影響使用壽命甚至無法啟用。因此加強(qiáng)對閑置輸油管道的保護(hù)，優(yōu)化封存保護(hù)措施并加以改造利用，是非常有必要的。

1 閑置輸油管道的風(fēng)險

長期閑置的埋地輸油管道，在不同的地段、不同的管道部位、不同的管內(nèi)介質(zhì)條件下，腐蝕程度不同。防腐涂層加陰極保護(hù)措施，對管道外壁腐蝕能夠進(jìn)行一定的防護(hù)，但管道內(nèi)壁發(fā)生的腐蝕風(fēng)險更大。目前，國內(nèi)部分閑置輸油管道在封存前采取先以水掃線將油頂出再用高壓空氣掃線將水頂出, 最后封口擱置的方法。由于管道距離長、跨度大、起伏變化大，因此在某些部位如穿越地點(diǎn)不可避免地存留少部分水以及水氣，造成管道內(nèi)壁發(fā)生腐蝕。現(xiàn)場測試分析表明，采用這種封存方法，管道內(nèi)壁因腐蝕而造成的壁厚減薄可達(dá)16.5μm/a，這么快的腐蝕速度給管道帶來了較大的泄漏風(fēng)險，給再啟動運(yùn)行留下了極大的隱患，同時也使得管道輸送壓力無法達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致管道不能啟用而報廢，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 閑置輸油管道的封存保護(hù)

2.1 輸油管道封存技術(shù)

對閑置輸油管道應(yīng)加強(qiáng)內(nèi)腐蝕控制和外腐蝕防護(hù)，防腐層和陰極保護(hù)系統(tǒng)是控制管道外壁腐蝕的有效方法，而掃線封存是加強(qiáng)內(nèi)腐蝕控制、防止管道發(fā)生泄漏和次生災(zāi)害的重要手段。長輸管道的封存技術(shù)主要分為氣相封存、水氣相封存和全水相封存三種，推薦采用干空氣或氮?dú)膺M(jìn)行封存，封存壓力不低于0.05 MPa（表壓）。管道氣相封存前宜先進(jìn)行干燥處理，避免管道內(nèi)長期存水，對于大落差、多起伏的輸油管道，若管內(nèi)積水無法清理干凈，建議在清理過程中加入緩蝕劑、殺菌劑和一定數(shù)量的甲醇，確保管道在含水密封狀態(tài)下能夠有效抑制和減緩垢下腐蝕和微生物腐蝕。

2.2 輸油管道的掃線及封存

停輸閑置的輸油管道在進(jìn)行通球掃線時，如果直接采用空氣，極易引起閃爆。氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易發(fā)生反應(yīng)，用氮?dú)獯祾撸�可以較安全和徹底地清除管道內(nèi)的殘存介質(zhì)，避免封閉空間形成的能量聚集，降低安全隱患。掃線封存后，管道內(nèi)仍存在著少量的油氣和大量的氮?dú)猓瑧?yīng)對封存管道進(jìn)行日常巡護(hù)管理，對管道沿線進(jìn)行必要的風(fēng)險告知。對于建成未投用的輸油管道，長期閑置會導(dǎo)致管道內(nèi)腐蝕減薄，可以采用空氣吹掃進(jìn)行通球掃線，而后進(jìn)行注氮封存。完整的掃線、封存實(shí)施過程包括掃線前準(zhǔn)備、實(shí)施掃線和注氮封存等步驟。

（1）通球掃線。通球掃線前技術(shù)人員需熟悉管道高程、埋深、承壓能力以及站場收發(fā)球作業(yè)流程等，確定掃線方式(分段掃線或整體掃線)、清管器類型、清管器推進(jìn)速度、動力氣源類型、動力氣用量、掃線壓力等，制定詳細(xì)的作業(yè)計劃和應(yīng)急預(yù)案。

目前常用的成品油管道清管器主要有聚氨酯泡沫清管器、機(jī)械測徑清管器、磁力鋼刷清管器等，如圖 1～3。

清管器的選擇直接影響掃線的效果，作業(yè)選取磁力鋼刷清管器，其主要由支撐直板、碟型皮碗、隔 墊、鋼刷、磁鐵及骨架組成，鋼刷用于摩刮管壁，便于清除管道內(nèi)壁的雜質(zhì)；磁鐵均勻固定在骨架中間，用于吸附并清出管內(nèi)的鐵磁性雜質(zhì)，降低鐵磁性雜質(zhì)對檢測器信號的影響，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。由于管道未投產(chǎn)，不存在空氣與油品混合后閃爆的風(fēng)險，因此掃線采用空氣作為動力氣，作業(yè)現(xiàn)場配備空壓機(jī)組。掃線流程:① 確認(rèn)各項準(zhǔn)備工作完畢。②打開所有線路截斷閥至全開狀態(tài)，導(dǎo)通下游管線。③將清管器裝入發(fā)球筒，利用空壓機(jī)開始向發(fā)球筒注入空氣，在空氣壓力的推動下，清管器進(jìn)入管線。④ 清管器發(fā)出后，空壓機(jī)不間斷持續(xù)送氣，并持續(xù)跟蹤定位清管器行進(jìn)過程。⑤清管器進(jìn)入末端收球筒，掃線結(jié)束。

（2）注氮封存。站間通球掃線結(jié)束，經(jīng)檢驗合格后注入氮?dú)庵脫Q管道內(nèi)的空氣，置換過程中管道內(nèi)氣體流速不大于5 m/s，置換管道末端設(shè)置氣體含量檢測設(shè)備，當(dāng)末端置換氣中氧氣濃度小于2%為置換合格，置換完成后注氮封存的壓力不低于0.05 MPa（表壓）。

氮?dú)庠窗�括氮�(dú)馄拷M、制氮車現(xiàn)場制氮和液態(tài)氮汽化三種方式。為保證注氮作業(yè)的壓力和連續(xù)性，注氮作業(yè)選取液氮，氮?dú)饧兌仍?9%以上，注入管道前通過加熱器加熱，保證不低于5℃，以防止氮?dú)鉁囟冗^低對管道造成危害（圖 4）。

3 閑置輸油管道的改造利用

將閑置或經(jīng)濟(jì)效益低下而停輸?shù)妮斢凸艿栏臑檩敋夤艿�，具有投資小、風(fēng)險低、前期工作簡單、改造周期短等優(yōu)點(diǎn)。需對管道進(jìn)行腐蝕情況調(diào)查、統(tǒng)計和綜合評價，對管道的腐蝕預(yù)測、止裂性能、系統(tǒng)可靠性、剩余強(qiáng)度和剩余壽命進(jìn)行科學(xué)評估，可用性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后可以實(shí)施改造。

1984年，美國菲利浦石油公司購買了處于停輸狀態(tài)的Seaway輸油管道，該條管道1976年建成投產(chǎn)，全長804.5 km，管徑762 mm，曾作為中東原油進(jìn)口的主運(yùn)輸線，為內(nèi)陸煉油廠提供低價進(jìn)口原油。 1982年后，美國煉廠煉油能力過剩，進(jìn)口原油減少和大型煉油廠關(guān)閉，造成Seaway管道長時間停輸，菲利浦石油公司購入后將原輸油管道改造成為俄克拉荷馬州至德克薩斯州的二段輸氣管道并取得了良好效果。

我國由輸油管道改為輸氣管道的最初嘗試是新疆石油管理局的克拉瑪依—烏魯木齊復(fù)線改造，該條管道1981年建成投產(chǎn)，全長294.6 km，管徑539 mm（螺旋埋弧焊管），設(shè)計壓力4.5 MPa。為將呼圖壁氣田的天然氣外輸至克拉瑪依，新疆石油管理局將其改造為一條輸氣管道，于1998年10月底成功投運(yùn)。濮陽－臨邑輸油管道1979年建成投產(chǎn)，全長242 km，管徑377 mm，隨著中原油田原油產(chǎn)量下降，于1999年6月停輸。后經(jīng)中石化管道儲運(yùn)公司多方論證，改造成為 向濟(jì)南輸送天然氣的管道。

4 結(jié)束語

管道停輸或長期閑置可能加速管道腐蝕，引起油品滲漏或管道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，影響管道的有效使用壽命。對閑置輸油管道注氮封存可以有效減緩內(nèi)壁腐蝕，保證管道本體安全。同時根據(jù)需要將閑置的輸油管道改為輸氣管道，是一種可行的資源節(jié)約利用措施。

作者：張學(xué)鵬， 1989年生，碩士研究生， 2015年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），現(xiàn)工作于中石油管道有限責(zé)任公司管道部，主要從事管道工程管理工作。