從管道疏通中采集到的垢樣包括各種無機物和以石油及瀝青為主的有機物,其中無機垢最為典型,統稱 為油田垢。在管道中大量出現的油田垢,從成分上大體可以分為鹽類垢、腐蝕垢及泥沙等沉積垢。 油田垢產生的原因是,一些離子結合后會形成在水中不溶、難溶和微溶的物質,這些物質都很容易成為積累的水垢,也即鹽類垢。通常,這類垢是由碳酸鹽和硫酸鹽組成的,典型的有碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶等。這種垢的形成一般會經歷成核長大的過程,先是少量垢核心在管道表面形成、附著,然后更多的其它成垢化合物在這些核心周圍聚集,成為更大的垢團。隨著水流的沖刷,一部分垢被沖掉,但其它的垢繼續生成,最終可能阻塞管道,隨著環境水溫的升高,這些難溶或微溶鹽的溶解度下降,就有更多的物質從水中析出,成為水垢〔1〕。在一些管道中,當溫度高于60℃時才會出現明顯的結垢趨勢,溫度越高,結垢的趨勢越嚴重。 水的流速也會明顯地影響結垢的趨勢。水的流動越緩和,成垢核心生長的環境越穩定,隨著管道輸送介質流速的降低,水垢出現的概率逐漸提高,流速和流向的突然改變也會使結垢加劇。 腐蝕導致的水垢是由管道本身的材料轉化而成的。有些腐蝕介質會將管道中的鋼鐵氧化,使其形成鐵的氧化物、氫氧化物等。水中的溶解氧通過電化學腐蝕的方式來侵蝕管道基體,但是沒有其它種類水垢的協助,這種成垢方式難以真正形成。水垢所覆蓋的管道表面在電池反應中成為被腐蝕的陽極而逐漸氧化,并向管壁的內部不斷侵入,這種水垢需要格外防范。一般地,管道內溶解氧的含量高,就會產生嚴重的腐蝕結垢。同時,水中溶解的硫化氫氣體、二氧化碳氣體及鐵細菌、硫酸還原菌等都可以借助表面水垢的掩護,在垢下腐蝕管道的基體,形成嚴重的垢下腐蝕產物(碳酸鐵、硫化鐵等),并生成新的深層水垢。 熱油管道在輸送過程中,不斷向周圍環境散熱,油品溫度逐漸下降,當原油溫度低于蠟的初始結晶溫度時,蠟晶微粒便開始在油流中或固相表面析出,這也是垢物的一部分。另外,
輸送介質中的高分子有機物以及其中夾帶的固體顆粒和水中微生物排泄 可以形成粘泥。這些垢聚集在管道的底部,或呈粘絮狀的易清洗物,其存在會影響管道輸送效率。同樣,隨著溫度的變化,鋼鐵電化學反應的速率也將發生變化,從而使腐蝕速率變化,生成腐蝕垢的速率也發生變化。


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