原油管道腐蚀因素分析及防护措施探讨

汪 涵

（1.西安石油大学石油工程学院，陕西 西安 710065；2.中国石油新疆油田公司采油一厂，新疆 克拉玛依 834000）

由于管道在远距离运输方面，具有运输方向无限制、运输费用较低的优势，管道成为了陆上原油运输的主要方式。随着石油需求量的逐渐升高，在国家政策与资金的不断支持下，原油管道建设迎来一轮新的高潮。我国的原油管道多为埋地敷设的金属管道，在运输作业过程中，由于腐蚀，管道的使用寿命受到影响[1-2]。除此之外，由于管道腐蚀造成的安全事故时有发生，带来较为严重的经济损失和生态环境影响，原油管道的安全性备受考验[3-4]，因此原油管道的腐蚀问题成为了广大研究者所关注的问题之一。

1 腐蚀因素分析

1.1 内部因素

1.1.1 原油性质

随着油田的不断开采，地层压力逐渐降低，为了满足日趋增长的能源需求，油田通常会采用注水方式维持地层压力以便提高产量。当原油管道输送含水原油时，若原油中含有硫化物或者CO2等腐蚀性物质，在水的作用下，上述腐蚀性物质会加快对原油管道的腐蚀，此外，水与金属管道之间存在电位差，会组成腐蚀原电池。在阳极，氧化形成的Fe2+进入管道表面，导致金属表面逐步剥离，从而形成较大的安全隐患[5]。

1.1.2 管线材质

在原油管道腐蚀中，管线材质是影响较大的一个因素。由于管道材质不同，其含有的杂质含量不同。有研究表明，在通常情况下，螺旋焊缝钢管腐蚀程度高于无缝钢管，造成这一现象的原因在于螺旋焊缝钢管含有的非金属杂质过多[6]。若管道金属材料中所含非金属杂质过多，会与管道表面形成腐蚀原电池，造成腐蚀加速。

1.1.3 输量不达标

在管线的设计与实际运用中，原油输量存在误差对于管道腐蚀也有影响。若管道输量不达标，则含水率也相对较高，而水作为腐蚀的载体，必然会使腐蚀情况日趋严重。同时，随着含水量的增大，原油流速过小，会使原油停留时间变长，增加了同一位置的腐蚀几率，造成管道穿孔。

1.2 外部因素

1.2.1 防腐层破损

若受到施工质量或者老化因素的影响，造成防腐层破损，会导致阴极保护效果下降，在这种情况下，管道会失去防腐保护，管道腐蚀几率会增加。

1.2.2 保温层破损

当保温层破损时，保温层会出现进水现象，一旦进水位置过深，进入的水无法自动排出。当多处区域处在雨季时，地下水位也会随之变化，保温层内的含水量也在不断变化。在这种情况下，管道始终处于半湿润状态，在管道外部会形成氧浓度电池腐蚀现象，腐蚀位置一般出现在中下部，该种腐蚀以局部坑蚀为主。

1.2.3 土壤腐蚀

当管道外部的防腐层与保温层破损时，土壤会与管道直接接触。土壤中含有的腐蚀性物质会对管道的安全运行带来很大威胁。影响土壤腐蚀的因素多种多样，例如土壤含水量、土壤盐分、有机质、pH 值等。李健等人[7]主要分析了土壤含水量、土壤盐分以及土壤酸度等对管道的影响，得出土壤酸碱度对管道腐蚀影响较小，而土壤有机质与土壤盐分对管道腐蚀影响较大的结论。

1.2.4 杂乱电流

由于原油管道所处区域后期建设了大量工厂，所使用的大功率电器与电路也会对原油管道腐蚀造成一定影响。据相关研究表明，大功率电器与电路会产生杂乱电流，这些电流可以加速原油管道的腐蚀，使管道腐蚀愈发严重。

2 防护措施

为了解决原油管道腐蚀问题，研究者们根据以上腐蚀影响因素并结合现场工作经验提出了一些具体措施，希望可以降低原油管道腐蚀程度，确保安全运行，为企业带来更多的经济效益。

2.1 提升管道抗腐蚀性能

通过提升管道坑腐蚀性能是降低管道腐蚀的主要手段，由上述分析可知，不同金属材质的原油管道腐蚀情况有所区别。在油田的集输管道中，给不锈钢表面镀铬便是很好的例子，不锈钢表面镀铬进一步避免了管道与环境接触，或者降低管道中非金属杂质的含量，使得管道腐蚀不容易发生。因此要改变管道金属材质来提高防腐性能。

2.2 涂刷耐腐蚀性强的材料

为了防止内部与外部腐蚀，可根据输送介质与外部环境不同，适当选择防腐蚀涂料涂刷在管道表面，降低管道的腐蚀程度和腐蚀几率。例如在原油管道表面涂刷环氧涂层，有效隔绝管道表面与环境接触，减少化学腐蚀的可能性，还可以通过对管道金属表面进行氧化处理，为管道的防腐作业提供保障。

2.3 增设排流装置

为了减弱杂乱电流对原油管道腐蚀的加速作用，可根据所处区域的杂乱电流检测结果，增设排流装置。如果检测出来的杂乱电流过多，为了管道的安全运行，可多增设排流装置，此外应定期检查排流设备，最大程度保证排流设备的正常运行，以减小杂乱电流对管道腐蚀的影响程度。

2.4 加强腐蚀管理工作

在管道安装前期应该对安装环境进行充分的调研分析，尽最大可能对安装环境进行改善，从外部因素入手做好原油管道的防腐工作。在管道安装运行后，要定时对管道进行巡查，及时掌握原油管道的腐蚀情况，为管道检修工作做好铺垫，在检查过程中发现腐蚀严重的区域及时更换原油管道，并探究其发生严重腐蚀的原因，为遏制原油管道腐蚀打下坚实基础。

3 结论

通过以上分析，确定了影响原油管道腐蚀的主要因素：内部因素（原油性质、管线材质、输量不达标）与外部因素（防腐层与保温层破损、土壤腐蚀、杂乱电流），原油管道的腐蚀所带来的各种问题严重影响企业的安全生产，因此在前期工作中要做好充分的调研分析工作，在后期要定时检修与更换管道并进行腐蚀原因的研究，以降低管道内外表面腐蚀的发生率，确保管道运输安全。