油气管道腐蚀内外因素分析及防腐措施探究

李萍

摘 要：在油气储运过程中，能够有效提高能源的输送效率，保障运输顺利进行，管道腐蚀问题应该引起广泛关注和重视，并得到有效的改善。因此分析管道腐蚀原因、研究管道防腐技术，可以有效提高油气储运的速度和效率。通过对油气储运行业在管道应用中的实践分析，可以发现油气储运过程中导致管道受到腐蚀的原因主要有三个方面：即外界因素、油气的性质以及防腐措施不当。

关键词：管道防腐技术；腐蚀原因；防腐技术；设计与应用

管道是油气储运的基本载体，管道防腐问题关系着能否顺利输送能源，对整个经济的发展建设起着重要作用。如何防止管道被腐蚀，也是相关领域的重要研究课题。本文主要是在分析了管道受到腐蚀的原因的基础上，浅析了油气管道防腐技术设计与应用，并提出了应该注意问题。

1管道受到腐蚀原因

油气储运工程是连接油气生产、加工、分配、銷售诸环节的纽带。管道是油气储运设备中不可缺少的一个组件，在油气储运过程中存在诸如火灾、油品挥发、管道腐蚀等安全隐患，其中管道腐蚀造成的影响是不可估量。

1.1 外界因素

油气管道布放在特殊的环境中，其周围的各种因素和介质的性质各不相同，对管道的影响也大小不一，在外界环境中影响较大的主要有温度、介质的腐蚀性、介质的物理性状以及施工因素等。（1）温度是指在油气储运过程中管道的温度以及外界环境的温度，管道铺设深度是决定油气温度的主要方面，一般而言，腐蚀速度会随着温度的逐渐上升而有所加快。（2）介质的腐蚀性，在管道周围主要有土壤和各种微生物，其性质对管道影响较大。通常来说，要准确评定管道周围土壤的腐蚀性非常困难。近年来，在石化行业中普遍实行的评定方法有两种：一是依据土壤的电阻把土壤腐蚀性分为强、中、弱三个级别；另一个是在土壤复杂的地区，根据土壤的电阻率、土质、含水量和酸碱度等因素差异将土壤腐蚀性分为强、中、弱、不腐蚀四个级别。介质的物理性状，主要是指地下水位的变化和土壤中水分的变化等。（3）施工因素。管道的施工是一个复杂且长期的工程，在施工中能否做好质量控制也是能否有效防止管道受腐蚀的重要因素。

1.2 油气的性质

油气性质的不同也在一定程度上对管道造成影响，这是因为油气中的物质具有一定的氧化性，例如硫化氢；CO2腐蚀最典型的特征是管道的局部产生点蚀、藓状腐蚀和台面状腐蚀，其中，台面状腐蚀是腐蚀过程最严重的。CO2气体在液体中也有酸性，可能会发生电化学反应，致使金属晶格被破坏，进而导致油气管内壁受到腐蚀。 实际上腐蚀产物碳酸盐（FeCO3、CaCO3）或结垢产物膜在钢铁表面不同区域的覆盖程度不同，不同覆盖度的区域之间形成了自催化作用很强的腐蚀电偶，CO2的局部腐蚀就是这种腐蚀电偶作用的结果。这一机理也很好解释了水化学作用和在现场一旦发生上述过程时，局部腐蚀会突然变得非常严重等现象。影响CO2腐蚀的因素比较多，温度、CO2分压、流速、合金元素、Cl-、HCO3-、Ca2+和Mg2+、细菌、Fe3C浓度、FeCO3溶解度、保护膜、管材的热处理及显微组织等对腐蚀都有一定的影响，多个因素影响下的腐蚀情况相对比较复杂。

1.3 防腐措施不当

通过对受腐蚀的油气管进行研究，发现防腐层失效是其被腐蚀的主要原因。在油气管和其防腐层产生剥离时，也就是防腐层和管道之间产生了一定距离的空间时，会导致阴极保护电流屏障，致使防腐层失去效果，从而引起管道腐蚀。另外，防腐层若产生了穿孔、劈裂以及破裂等，也都有可能致使管道受到腐蚀。

2 油气储运中管道防腐技术应用

2.1 管道防腐层技术的运用

随着科学技术的进步，管道防腐层技术也得到了进一步发展，煤焦油瓷漆、三层聚乙烯以及熔结环氧等管道涂层技术得以在各项工程中广泛应用。例如，在国家陕京线、涩宁兰和西气东输等重点工程中采取了三层聚乙烯防腐层技术；双层熔结环氧粉末涂层技术通常用在冷弯管的外部；对部分分支管直接采用聚乙烯胶带缠绕法则一般用在油气管变化较频繁、或者是站内距离不大的管道中。

2.2 防腐层和阴极保护技术

在必须埋地的防腐材料中，最经常用的是阴极保护和涂层防护相结合的防腐技术，这类技术在国内数以万计的油气管道中得到了很好的利用，并且效果显著。作为能够与涂敷技术相结合使用的一种技术，阴极保护技术可以分为三种，即牺牲阳极法、排流保护法和附加电流法，其中排列保护还可以分为直接排流、极性排流和强制排流三个方面。阴极保护的工作原理来自于电化学腐蚀原理，是一种电化学效果十分显著地保护技术。构成阴极保护系统的电池的阳极，其氧化反应比较明显，能够有效抑制被阴极保护的金属的腐蚀速度，从另一方面说，通过利用阳极或者牺牲外加带能源，能够增加金属构件的负电位，以此达到预防腐蚀。要想使得阴极保护得以充分利用，前提在于必须具有阳极和与之对应的阴极，并且两者之间还必须具备土壤、水等电介质，即在阳极和阴极之间必须存在导电的通路。

2.3 油气管道内部防腐技术

加强管道内部的防腐处理，是管道防腐的关键。由于在管道内储运的油气中含有二氧化碳、硫化氢等各种具有腐蚀性的介质，对管道内部产生了严重的影响，加重其被腐蚀的程度，特别是在积水的管道位置经常回有管道开裂事故的出现。针对管道内部存在的安全隐患问题，西南油气田分公司研发了一种新型的管道缓蚀剂，将该技术应用到管道中，在对其运行过程中的检测时发现该技术能够有效延缓天然气管道内壁的腐蚀速度。目前，已经将GP-1型缓蚀剂使用到管道内壁腐蚀较严重的部分，收到的效果非常理想，因此，这项技术已经被推广应用到国际油气管道市场中。

3 管道防腐应注意问题

3.1 管道材料的选择

必须选用优质的材料才能提高管道的性能，在管道材料的选择上应该优先考虑材料的焊接性、强度和韧性；防腐材料则必须具有较强的粘合性、良好的透水透气性、较好的电绝缘性、较高的耐土壤腐蚀性和土壤应力。涂层材料的性质决定了它的特性，在管道铺设中环境、施工条件也各不相同，在实际建设中应该从具体情况出发，因材选料，根据各个工程的具体情况选择相应的材料，避免盲目搭配。

3.2 解决现存的问题

目前，我国的管道防腐技术仍处在较落后阶段，与发达国家相比还有一定的差距。在油气管道储运中最根本的问题是涂层成本过高、质量不稳定，竞争优势不明显等，要想提高管道防腐技术，就必须先解决目前存在的问题，因此需要相关人员从各方面着手加以解决。在科研上，增加科研经费，加大科研力度，研发出符合我国实际情况的防腐技术；在生产上，加强质量监控，提高材料性能；在管理上，及时进行检查和维护，延长其使用寿命，降低生产成本，提升我国的技术竞争优势。

参考文献：

[1] 李靖， 刘爱迪， 张应来. 油气储运中的管道防腐问题研究[J]. 中国石油和化工标准与质量， 2014（6）：272-272.