埋地管道腐蚀机理及应对措施

李亚芹

延长石油管道运输第三分公司

埋地管道腐蚀机理及应对措施

李亚芹

延长石油管道运输第三分公司

埋地管道受到腐蚀以后，必然会严重威胁管道系统的正常运行加强安全可靠性，实践中应当将管道腐蚀防护、安全技术有机结合在一起，才能实现埋地管道运行安全管理之目的。本文先对埋地管道腐蚀机理进行分析，并在此基础上就如何进行检测和应对，谈一下个人的观点和认识，以供参考。

埋地管道；腐蚀机理；检测；应对措施；研究

埋地管道铺设过程中，应当强化腐蚀问题处理，同时这也是避免埋地管道失效或者受到严重破坏的必然要求。对于埋地管道而言，其所输送的介质多数含有酸性腐蚀成分，拟建工程项目所在地的土壤环境条件非常的复杂，以致于埋地管道内、外壁很容易被腐蚀，穿孔、泄漏以及腐烂等危害频发。

实践中可以看到，埋地管道多为金属材料，而且多以金属化合物形式呈现。管道材料所含的金属元素，较之于其他化合物更加的活跃，而且能够自发地向更稳定形态转变，比如碳酸盐、硫化物等，即管道腐蚀。

一、埋地管道腐蚀机理

对于埋地管道而言，从腐蚀机理来看，主要有两种类型，一种是内腐蚀，另一种是外腐蚀，具有分析如下：

1、内腐蚀机理

对于钢质材料的管道而言，腐蚀介质有硫化氢以及二氧化碳等，这些物质溶于水以后，就会发生去氢极化腐蚀，进而导致钢质管道出现内腐蚀现象。

硫化氢呈弱酸性，影响硫化氢腐蚀的主要因素是浓度、温度、pH值以及液体烃类和压力等，烃-水相以及汽-液相界面，会出现非常严重的局面钢质管道腐蚀问题。水溶液中产生了以下化学反应：

在上式中，氢离子、氯化氢离子以及硫离子和硫化氢分子，对管道造成的腐蚀可采用如下公式来表示。

这里产生的亚铁离子与氯化氢发生化学反应，就会产生硫化铁。由于硫化氢含量以及溶液的酸碱度不断变化，因此硫化铁受到的腐蚀程度也不尽相同。

对于CO2而言，产生腐蚀的因素主要有温度、压力以及水等。当水和温度条件具备时，随着压力的不断增大，CO2的溶解度就会随之上升，此时溶液酸碱度下降；水、压力作用下，随着温度的不断升高，CO2的溶解度就会随之下降，此时溶液的pH值就会上升。如果输送介质中CO2含量达到一定的程度，就会导致H2S腐蚀钢质管道。在游离水存在条件下，CO2溶于水以后，就会形成H2C03，埋地钢质管道会因氢去极化而受到腐蚀。

2、外腐蚀机理

第一，土壤环境。土壤中的水分结合可溶性盐，就会形成电解液，其决定了土壤的酸碱度及其腐蚀性。温度不变的情况下，土壤含水量小，则阳极极化以及土壤的电阻就会非常的大，此时导电性能下降，腐蚀减速；相反，土壤含水量大时，可溶性盐溶解量增加，此时导电性也会随之增强，加速腐蚀。通常情况下，土壤中含有一定的硫酸盐、氯化钠等无机盐。除Fe2+，其他阳离子没有强烈的腐蚀性；阴离子，如SO42-、NO3-以及CI-等，对钢制管道会产生严重的腐蚀。含有镁离子和钙离子的石灰岩土壤，与酸结合以后，即可形成一层金属保护层，这在很大程度上降低了钢制管道腐蚀程度；对于低洼地以及盐碱地带而言，钢制管道的导电性非常的强，这在很大程度上加快了管道腐蚀速度。

第二，杂散电流。散流在土地中的电流，会对埋地管道产生一定的腐蚀性，即为杂散电流腐蚀。上述腐蚀，主要是因为仪表接地、电气化铁路以及地下电缆和有轨电车和高压变电所漏电造成的。直流杂散电流腐蚀原理，较之于电解原理而言，二者之间具有一致性，而且电流和金属管道接触区域称之为阴极区，其中所析出的氢气，导致管道表面出现了严重的防腐层脱落，埋地管道中的Fe2+在土壤所产生的腐蚀也非常的严重。

二、腐蚀检测技术

对于埋地管道而言，对其进行非开挖检测时，可采用的技术方法主要有两种，即智能内检测与外检测两种技术手段。其中，内检测技术，即对埋地管道内壁的腐蚀、椭圆度、环焊缝以及弯曲等几何形状进行严格检查。对于紊流管道内腐蚀而言，局部性以及突发性非常的常见，与介质腐蚀性、流体流动特性之间关系密切。外检测过程中，可采用的技术手段主要有泄漏、外防腐涂层等检测技术。在实际应用过程中，很多场合的检测条件不具备，此时选择外检测技术比较合适。

1、内腐蚀检测

埋地管道被腐蚀以后，管壁就会变薄，而且局部会出现凹坑、麻点，甚至会腐烂。对埋地管道进行内腐蚀检测，主要针对的是管壁变化情况测量和分析。非开挖条件下的管内腐蚀检测过程中，多采用的是超声波法、漏磁通法、涡流检测法以及电视测量法和激光检测法等。以激光、电视两种检测法为例，实践中需配合其他方法使用，这样才能更加有效的获得准确数据。对于涡流检测法而言，虽然其应用广泛，比如可适用于有色和黑色金属的蚀孔、全面与局部腐蚀以及裂纹的检测，但是其在铁磁材料上的应用效果并不明显，应用在表面腐蚀检查上。若在金属表面的腐蚀物有磁性垢层，则会严重影响测量结果。基于以上技术缺陷分析，目前国内外广泛应用的埋地管道腐蚀检测技术主要是漏磁法以及超声波检测方法。

2、外腐蚀检测

对于埋地管道而言，其外腐蚀保护过程中，通常由绝缘层以及阴极保护构成防护系统。通过检测阴极保护参数，可有效判断埋地管道防护层的受损程度，进而确定埋地管道受腐蚀程度。通过这一个机理分析研究，检测参数多为管/地电位测量以及管内电流检测。目前来看，国内外使用的外腐检测方法主要有以下几种，即Pearson检测、直流电位梯度、交流电流衰减、埋地管道电流电压以及变频-选频法和CIPS(密间隔电位)等几种方法。以Pearson检测法以及交流电流衰减法为例，这些检测技术多应用在外破损点检测；对于埋地管道电流电压法以及变频-选频法而言，多应用在外覆盖层的绝缘电阻检测；对于密间隔电位法而言，主要是基于检测管道保护电位，对外覆盖层情况进行评估。上述方法均通过向埋地管道施加一定的额定交或者直流电信号，在管道正上方位置对信号变化进行检测，来分析和评判其外覆盖层情况。

三、埋地管道防腐技术措施

1、内腐蚀防护措施

第一，使用缓蚀剂。对于缓蚀剂而言，实际上就是少量添加在

下转(第6 9页)