ăn mòn ống dẫn dầu nhà máy lọc dầu Dung Quất docx

LỜI NÓI ĐẦU
Nước ta với đặc thú là một nước đang phát triển nên các các công trình nhà
máy cũng có đặc thù của đất nước phát triển.Các công trình cũng đang dần đi
vào hiện đaị hóa,mà cũng chưa có sự đầu tư và quan tâm đặc biệt giá trị các
công trình cũng như an toàn khi sử dụng.Do đó cần chú ý và quan tâm hơn nữa
đến các vấn đề an toàn,bảo vệ vật liệu.

Ăn mòn vật liệu là một vấn đề đang rất được chú ý ở các nước trên thế giới
hiện nay.Đặc biệt đối với nước ta có đặc thù là nước nhiệt đới nóng ẩm,với độ
ẩm và nhiệt độ cao,là điều kiện thuận lợi cho ăn mòn phát triển.Nhiều công trình
do bị ăn mòn bị phá hủy hư hại nặng nên gây ra thiệt hại lớn về mặt kinh tế và
tính mạng con người.Nó đặc biệt nguy hại cho các công trình ngầm,công trìng
đường ống nếu không có các biện pháp bảo vệ và bảo dưỡng thường xuyên
Vì vậy cần đưa ra nhiều biện pháp khắc phục các nhược điểm,vấn đề nguy
hiểm khi xây dựng các công trình,từ đó rút ra kinh nghiệm thực tế và phát triển
thêm bền vững
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
1
MỤC LỤC trang
1 Cấu Tạo Đường Ống Dẫn Dầu…………………………………trang 3
2. Cấu Trúc,Tổ Chức,Thành Phần Của Ống Dẫn Dầu…………trang4
3. Các Phương Pháp Tạo Ra Ống Dẫn Dầu Trong Thực Tế… trang8
4. Phương Pháp Kiểm Tra Và Đánh Giá Sản Phẩm… trang10
5. Cơ Chế Ăn Mòn,Biện Pháp Và Bảo Vệ Vật Liệu………… trang12
6. Kế hoạch và dự toán chi phí bảo vệ,bảo hành ống dẫn dầu trang17
7. Giải quyết rác thải của ống dẫn dầu sau khi sử dụng……….trang18

Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
2

1. CẤU TẠO ĐƯỜNG ỐNG DẪN DẦU
Ống dẫn dầu gồm 4 thành phần chình và cũng thường gặp là :
Chất “caoeoxy ,chất kết dính copolymer, lớp bên ngoài của polyethylene” và
thành phần cuối là ống thép kim loại. 3 thành phần được kết hợp với nhau tạo
thành lớp vỏ bảo vệ ống thép,ngăn chặn sư xâm nhập của các yếu tố ăn mòn như
: nước,oxy,nhiệt độ cao v v



Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
3
Cấu tạo chung ống dẫn dầu2. Cấu Trúc,Tổ Chức,Thành Phần
Của Ống Dẫn Dầu
Cấu trúc gồm : “vỏ bọc và lõi thép”
Vỏ bọc ống thép
Vỏ bọc các đường ống được sử dụng cho vỏ bọc cho các giếng dầu và khí
đốt. ống thép vỏ lắp đặt vỏ hầm, nơi họ chỉ để vượt qua các tiện ích khác hoặc
chướng ngại vật mà không cần khai quật mở. Thép ống và vỏ ống có tường mịn
màng và mang lại một sức mạnh tối thiểu là 35.000 psi. Chống ăn mòn, sơn
nước trên cơ sở được áp dụng trên bề mặt ống bên ngoài để bảo vệ chống ăn
mòn trong không khí giao thông vận tải và lưu trữ. Các đường ống có thể được
gửi bằng kim loại hoặc mũ phức hợp ở cả hai đầu cho thread protection.Casing
ống được sản xuất ra thép được nung chảy trong lò điện, điều trị bằng xỉ tổng
hợp và bỏ bởi Bánh liên tục.Các thép áp dụng cho quá trình đảm bảo thành tích
của thép tinh khiết về mặt hóa học có sự tham khảo nội dung lưu huỳnh và phốt
pho cung cấp thép cường độ cao, độ dẻo dai và tính năng chống ăn mòn của
đường ống được vận hành ở nhiệt độ thấp trong nhiều phương tiện truyền thông
ăn mòn.Ống được xử lý nhiệt trong một lò vi tính chùm tia đi bộ. lớp thép và xử
lý nhiệt được áp dụng chế độ cho phép đường ống cao sức mạnh để có được.

Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
4
Lõi Thép Gồm 2 Loại Chính Là : Thép Cacbon Hoặc Thép Hợp Kim
Trong thép cacbon, ngoài sắt ra người ta quan tâm chỉnh sửa thành phần của
những nguyên tố sau đây: C (<2%), Mn (0,5-0,8%), Si (0,3-0,6%), P (0,05-
0,06%), S (0,05-0,06%)
Ngoài các nguyên tố trên, các tạp chất ngẫu nhiên khác nếu có thì càng tốt vì
làm tăng cơ tính của thép nên không cần loại bỏ.
Photpho và lưu huỳnh là 2 kẻ thù của mọi loại thép. Chất lượng của thép cao hay
thấp đôi khi được đánh giá qua hàm lượng photpho và lưu huỳnh còn lại trong
thành phần. Thép có chất lượng cao là thép không chứa quá 0,025% mỗi nguyên
tố trên. Photpho có mặt trong thép từ quặng hay từ than có mặt trong thép ở
dạng hòa tan trong ferit hoặc liên kết với sắt dạng Fe
3
P làm dòn thép khi nguội,
gọi là hiện tượng dòn nguội, hay bở nguội. Lưu huỳnh có mặt trong trong thép
cũng từ quặng hay trong than.
Hỗn hợp cùng tinh (Fe S + Fe) có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn gang thép và nằm
ở biên giới các hạt, khi nung nóng để gia công áp lực, pha cùng tinh này bị chảy
ra, làm thép bị đứt ở biên hạt, có cảm giác như bị giòn, hiện tượng này gọi là
giòn nóng, hay bở nóng.
Mn và Si được cho vào khử ôxi còn trong kim loại lỏng khi nấu, trong đó tác
dụng khử ôxi của silic mạnh hơn. Hai nguyên tố này khi có mặt trong sắt còn
làm tăng độ bền, độ cứng nhưng tác dụng làm giảm độ dẻo độ dai rất mạnh nên
người ta chỉ sử dụng chúng có hạn chế.
Thép dùng làm các kết cấu thông thường trong ngành xây dựng (tấm, thanh,
dây, ống, thép hình chữ U, chữ I ) là thép cacbon chất lượng thấp, photpho và
lưu huỳnh dưới 0,06%.

Thép hợp kim
Thép hợp kim là loại thép mà ngoài sắt, cacbon và các tạp chất ra người ta còn
cố ý đưa vào các nguyên tố khác nhằm thay đổi tổ chức và tính chất của thép
cho đúng với yêu cầu. Các nguyên tố thường gặp là Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Mo,
Ti, Nb, Zr, Cu, B, N, Al
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
5

Thành phần và tổ chức của ống dẫn dầu
Đường ống dẫn:
OD :114.3-609 0,1 mm (24/04 ")
THK :3.2-19 0,1 mm
Chất liệu: 10 #, 20 #, Q235
Tiêu chuẩn: API 5L, 5CT API
Ghi chú: đặc biệt hoàn thành theo yêu cầu của khách hàng
1) sơn phủ / dầu chống rỉ sét
2) bevel kết thúc
3) nhựa mũ
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
6
Thành phần các ống khác nhau

- Tiêu chuẩn: 5CT API-0735 và ISO 9001: 2000.
- Lớp: K55, J55, N80, H40, L80, M65, C90, C95, T95, P110, Q125.
- OD: 114,30-339,72 mm (4,5000 -13,375 in)
- WT: 5,21 -13,06 mm (0,205 -0,514 in)
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu

7
3. Các Phương Pháp Tạo Ra Ống Dẫn Dầu Trong Thực Tế
Nhà máy Bọc ống dầu khí được khởi công vào tháng 8/2009 với mức
đầu tư là 517 tỷ đồng, trên diện tích 70.000m², được trang bị 2 dây
chuyền thiết bị tiên tiến gồm: dây chuyền đồng bộ bọc ống chống ăn
mòn sử dụng phương pháp bọc 3L PE/PP hoặc FBE và dây chuyền
đồng bộ bọc ống bê tông gia tải được sử dụng công nghệ phun văng
(Impingement) liên tục có lưới thép gia cường cho bê tông.
Theo Petro Vietnam, hiện trên thế giới chỉ có 3 phương pháp bọc
chống ăn mòn được sử dụng, gồm: phương pháp bọc Asphalt Enamel
(AE), phương pháp bọc Fusion Bounded Epoxy (FBE) và phương
pháp bọc 3 lớp Polyethylene/Polypropylene (3LPE/PP) kết hợp với
lớp lót FBE.
Tuy nhiên, phương pháp bọc AE có từ khá lâu, hiện không còn được
sử dụng ở các nước phát triển vì chi phí bọc AE phụ thuộc nhiều vào
giá dầu mỏ. Hơn nữa, vì đây là sản phẩm của dầu mỏ, đường ống bọc
AE có chi phí thiết kế, bảo trì Anode cao hơn trong khi tuổi thọ của
AE thấp hơn so với phương pháp bọc tiên tiến khác.

Sản Phẩm Khác
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
8
Ống dẫn mềm Hyundai được sản xuất bằng chất liệu thép mạ kẽm bằng phương
pháp khoá liên động và được bọc bằng nhựa Vinyl hoá có khả năng chịu đựng
rất tốt ở nhiệt độ, áp suất cao nhất hay thấp nhất. Vỏ bọc sạch, hình thức đẹp,
nhẹ, dễ sử dụng và vận chuyển, giá cả phải chăng đem lại hiệu quả kinh tế cao
cho người sử dụng sản phẩm.

Ống dẫn mềm Hyundai có khả năng chống nước, chống thấm dầu cao, đặc biệt

rất dễ uốn và di chuyển nhất, phù hợp để bảo vệ các ống dẫn bên trong các bộ
phận chuyển động, rung lắc của các máy công nghiệp.

Phụ kiện đồng bộ của Hyundai rất chắc chắn, khả năng dẫn điện và chống nước
hoàn hảo. Hơn nữa, cấu trúc của ống dẫn có vỏ bọc có khả năng ngăn ngừa sự
phá huỷ bên ngoài rất tốt nên đơn giản cho người sử dụng.

Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
9
4. Phương Pháp Kiểm Tra Và Đánh Giá Sản Phẩm
a. Trong công nghiệp dầu khí sử dụng rất nhiều đường ống và ống thép. Các
mối nối hàn của các đường ống này từ lúc sản xuất ra đến suốt cả thời gian sử
dụng ống đều phải kiểm tra và kiểm soát. Các phương pháp kiểm tra bột từ
thường được sử dụng, nhưng kỹ thuật này chỉ có khả năng phát hiện các khuyết
tật bề mặt hoặc gần bề mặt. Kỹ thuật chụp ảnh dùng tia X cũng thường được sử
dụng, nhưng kỹ thuật này mất nhiều thời gian và cần vùng an toàn xung quanh
khu vực kiểm tra.
Vì những lý do trên, sử dụng phuong pháp kiểm tra siêu âm với thiết bị siêu âm
đầu dò dãy điều pha OmniScan™, bộ quét bằng tay, đầu dò 64 biến tử đem lại
nhiều lợi ích: kết quả chính xác nhất, hình ảnh tốt nhất, kiểm tra nhanh, kỹ thuật
kiểm tra không độc hại.
Các yêu cầu kiểm tra điển dịnh
• Đường ống hoặc ống thep, đường kính ngoài từ 2 inch đến 60 inch
• Chiều dày ống: từ 5 mm đến 25 mm
• Thiết bị phải thuộc loại xách tay
• Phải thoả mãn Chuẩn ASME
Các loại khuyết tật
• Vết nứt
• Không ngấu

• Thiếu chân
• Rỗ khí
• Hàn non
• Ngậm sỉ
Miêu tả giải pháp kỹ thuật
• Kiểm tra xung quanh đường hàn sử dụng bộ quét bằng tay với một đầu
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
10
• Quét vuông góc xung quanh đường hàn. Quét 60 độ, sau đó 70 độ cho
mỗi phía của đường hàn.
• Tạo hình thời gian thực C-san (hình chiếu đứng) , B-scan (hình chiếu
cạnh ) và S-scan (hình chiếu cắt).
• Xử lý số liệu sơ bộ với OmniScan
• Xử lý số liệu với gói phần mềm hỗ trợ
Thế mạnh của TomoView®
· Tốc độ nhanh
· Thiết bị cầm tay
· Quét tuyến tính
· Xác định chính xác loại, vị trí và kích thước khuyết tật.
Yêu cầu về thiết bị
• Thiết bị OmniScan™ PA
• Đầu ò 64 biến tử, 5 MHz với nêm SW 55 độ
• Mỡ tiếp âm
• Phần mềm dựng ảnh TomoView™
Phương pháp kiểm tra
• Trước khi tiến hành phép kiểm tra đòi hỏi thoả mãn chuẩn ASME đều
phải yêu cầu tiến hành kiểm tra khả năng của hệ thống.
· Quét 0-độ được tiến hành gần đường hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt nhằm đảm
bảo chùm siêu âm từ đầu dò dãy xuyên thấu vùng hàn. Bước kiểm tra này cũng

để phát hiện các tách lớp nếu có.
· Phép kiểm tra đầu tiên được tiến hành sử dụng kỹ thuật quét tuyến tính, với
nêm đầu dò 60 độ, bao chùm toàn bộ vùng hàn. Sau đó quyet với đầu dò 70 độ.
Cả hai góc được lặp lại cho vùng bên kia cuat đường hàn.
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
11
· Sau mỗi lần quét, tiến hành phân tích kết quả sơ bộ trên OmniScan . Nếu phát
hiện thấy chỉ thí, dữ liệu được đưa vào TomoView™ để xác định bản chất và
kích thước chỉ thị.
b. Một số phương pháp kiểm tra không phá hủy
Kiểm tra bằng từ tính : - Kiểm tra mối hàn
- Đường ống (MFI-ILI)
- Nhỏ và các bộ phận sản xuất quy mô lớn
- Các cấu trúc
- Công cụ thành phần

Kiểm tra bằng x quang - Mối hàn ống
- Đúc discontinuties
- Kiến trúc
- Ngoại đối tượng phát hiện
Kiểm tra bằng chuyên ngành -Valve phát hiện rỉ rò
Kiểm tra bằng trực quan -Phát hiện các vết rò rỉ,vết thủng,vết nứt
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
12

5. Cơ Chế Ăn Mòn,Biện Pháp Chống Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
a. Cơ chế ăn mòn trong đất và do vi khuẩn
+ Cơ chế quá trình ăn mòn trong đất :

Cơ chế ăn mòn trong đất có thể mô tả bằng các phản ứng:
2H2O + O2 + 4e → 4OH‾ có oxy
2H2O + 2e → H2 + 2OH‾ không có oxy
2CO2 + 2H2O + 2e → H2 + 2HCO3‾ có CO2 hòa tan
H2S + 2e → H2 + S²‾ H2S do vi khuẩn sunfua
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
13
Tốc độ ăn mòn do phản ứng catot quyết định.Ở nhiệt độ thường phản ứng sảy ra
rất chậm,có thể bỏ qua.Tuy nhiên khi tăng nhiệt độ,tốc độ phản ứng này cũng
trở nên đáng kể.Quá trính ăn mòn Fe trong đất do đó có hể mô tả bằng các pt
chủ yếu :
Fe² + 2OH‾ → Fe(OH)2
2Fe(OH)2 + ½O2 +H2O → 2Fe(OH)2
Fe² + S²‾ → FeS
Các phản ứng chỉ sảy ra ở vùng sát mặt đất ,vì ở lớp sát mặt đất mới có O2
và các chất giúp quá trình ăn mòn ,nên cần có các phương pháp bảo vệ ở bề
mặt,ở dưới sâu do không có oxy nên không cần biện pháp bảo vệ
Các chất oxy hóa là H2O và O2,trong đó oxy rất quan trọng.Vận tốc phản
ứng catot phụ thuộc vào nồng độ oxy.Oxy khuếch tán nhanh khi các khe hở giữa
các hạt rắn lớn và được điền đầy nước
Ở các vùng có mạch nước nóng,do nhiệt độ cao và nước hòa tan nhiều CO2 các
phản ứng catot sảy ra đáng kể
+ Cơ chế ăn mòn do vi khuẩn :
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
14
Các vi khuẩn khử các sunfat thành các sunfua theo phản ứng :
SO²‾4 → S²‾ + 2O2
Vi khuẩn sử dụng oxy cho quá trình chuyển hóa của chúng

Quá trính được khái quát theo phản ứng :
2H
2
O + O
2
+ 4e → 4OH‾
+ 2e = H
2

2H
2
O + 2H
2
O +2e → H
2
+2OH‾
SO
4
²‾ + 8e → S
2-
+ 2O
2

Phản ứng ở anot : Fe → Fe
2+
+ 2e
Tổng hợp lại ta có : Fe
2+
+ 2OH
-

→ Fe(OH)
2
Fe + H
2
S → FeS + H
2

4Fe +SO
4
2-
+4H
2
O → FeS +3Fe(OH)
2
+ 2OH
-
Trong khoảng nhiệt độ từ -40
0
C đến 4
0
C và hàm lượng muối cao (120g/l),lớp ăn
mòn quan sát thấy dày tới 10
mm
.Ta thấy hoạt động của 2 loại vi khuẩn yếu khí
và hiếu khí có mặt ở 2 vùng : không có oxy và có oxy để thực hiện quá trính ăn
mòn.Đây cũng là bản năng cộng sinh để cùng tồn tại và phát triển.Sản phẩm của
vi khuẩn yếu khí được vi khuẩn hiếu khí sử dụng để phát triển.ngược lại vi
khuẩn hiếu khí lại là nơi che trở và tạo môi trường yếu khí phát triển
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu

15

b. Biện pháp chống ăn mòn và bảo vệ ống dẫn
Trong các công trình ngầm : đường ống khung chống hầm lò… được chế tạo
bằng thép,kim loại thụ động,do đó biện pháp chống ăn mòn hiệu quả nhất là đổ
cát xung quanh kết cấu để tạo ra sự đồng nhất về nồng độ O
2
nhằm tránh tạo pin
ăn mòn.mặt khác cần khơi thông nước,không có nước quá trính ăn mòn sẽ chậm
lại.Cũng có thể chủ động cho them oxy vào các vùng để tạo thụ động
Để chống ăn mòn do vi khuẩn,nếu dùng các lớp che phủ bảo vệ thì hiệu quả
rất thấp,nhưng dùng các chất ức chế hoạt động của vi khuẩn thì hiệu quả rất
cao.ví dụ dùng các chất oxy hóa như : nitrat,nitril,đưa oxy vào ức chế hoạt động
vi khuẩn yếu khí
Ngoài các phương pháp bảo vệ trên ta có thể sử dụng phương pháp lá mạ các
lớp kim loại thụ động bên ngoài ống kim loại như : Al,Zn,Cr….
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
16

Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
17

6. Kế hoạch và dự toán chi phí bảo vệ,bảo hành ống dẫn dầu
Vì đường ống được chôn sâu dưới đất và được bọc các lớp bảo vệ bằng cao
xu hoặc mạ các kim loại,polyme …. Nên khó bị ăn mòn bởi vậy việc bảo trì,bảo
dưỡng sản phẩm là không quá cần thiết đối với đường ống dẫn dầu.
Do vậy chi phí cho việc bảo vệ,bảo trì chống ăn mòn là không tốn kém đối
với sản phẩm này.Ta chỉ cần bỏ chi phí tốn kém lần đầu cho việc tạo vỏ bọc

đường ống dẫn dầu khi lắp dặt.Nếu gặp sự cố ta có thể cắt bỏ hoặc hàn tại vị trí
gặp sự cố và tạo vỏ bọc như trước
Bảo hành sản phẩm chúng ta có thể kiểm tra định kỳ hoặc kiểm tra các
đầu van của ống dẫn
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
18


7. Giải quyết rác thải của ống dẫn dầu sau khi sử dụng
Vì ống dẫn dầu có lõi là kim loại nên phần kim loại chúng ta có thể tái chế
và sử dụng lại được.Các phần kim loại đấy chúng ta có thể tái chế tại các nhà
máy luyện kim,luyện gang thép như nhà máy luyện kim Thái Nguyên,Sông
Đà,Nghi Sơn.Sản phẩm đó ta có thể sử cho các công trính khác như xây
dựng,công trình hầm mỏ….
Còn các lớp vỏ bọc bằng cao xu hoặc các lớp sơn của vỏ bọc ta có thể tiêu
hủy bằng nhiều cách khác nhau như chôn sâu dưới đất nhưng cách này không
thực sự hiệu quả bởi vì nó sẽ gây ôi nhiêm nguồn nước hủy hoại môi trường nên
không nên áp dụng cách này.Ngoài ra chúng ta còn có thể sử dụng công nghệ
sinh học làm ăn mòn tiêu hủy các chất khó tiêu hủy như cấy nấm vi sinh…cách
này ta đã thấy được các nước trên thế giới sử dụng rất nhiều đặc biệt như nước
ta đã áp dụng được vài năm trở lại đây và thấy hiệu quả rõ rệt.Phương pháp sẽ
được áp dụng rộng rãi.
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
19

8. Đề Suất Ý Kiến
- Ta thấy rác thải của ống dẫn dầu nói riêng và rác thải từ các ngành khác
nói chung đang là vấn đề nhức nhối đối xã hội hiện nay.Chúng ta cần nhiều

ngành,nhiều lĩnh vực đầu tư và nghiên cứu giải pháp sử lý rác thải nhiều hơn
- Xây dựng thêm nhà bọc vỏ ống dẫn dầu và học hỏi các nước bạn nhiều hơn
về việc áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến
- Cũng cần phải xây dựng thêm cơ quan kiểm tra và đánh giá sản phẩm ống
dẫn dầu
- Quản lý chặt việc rác thải của các đường ống sau khi đã sử dụng
- Nghiên cứu và chế tạo thêm nhiều phương pháp bảo vệ bề mặt hiệu quả
hơn mà giá thành chi phí có thể thấp nhất có thể ví dụ như vỏ bọc
polymer,composite….
- Cần có nhiều chính sách ưu tiên,thông thoáng để tạo cho ngành dầu khí có
thể phát triển mạnh nhất có thể
- Xây dựng và thăm dò thêm nhiều công trình cho quốc gia
Lê Thanh Hải
Ăn Mòn Và Bảo Vệ Vật Liệu
20