油气集输管道腐蚀与防腐措施研究

王学芳 孟凡红 成云英

【摘 要】随着经济的发展与能源的需求，油气消耗日益增多，其中以油气集输领域为例。我国已经建设有西气东输、川气东送等大规模管道工程，油气集输工程涉及学科多，技术交叉性强，需要设计、施工、安全、质量等多方位工种协同合作。其中在油气集输管道运行维护阶段，腐蚀性控制是相关技术人员的工作重点。

【关键词】腐蚀机理；防腐措施

1油气集输管道腐蚀机理

油气集输管道的主要作用就是对油气进行运输，油气在运输过程中含有H 2S、CO 2、凝析油和地层水等，这些介质对油气集输管道具有非常严重的腐蚀作用，严重影响了油气运输的安全，这就需要我们对油气集输管道的防腐做出一定的措施。但是由于油气田的不同特点，其腐蝕环境和腐蚀物质也有所不同，腐蚀机理以及腐蚀形态等较为复杂，所以防腐措施的采用不能一概而论，需要根据不同的油气田特点进行防腐措施的选择和应用。在集输管线的运输过程中常见的介质往往是混合的多相流介质，大量的运输对于内壁的腐蚀更为严重，所以管内的腐蚀尤为重要，为了保障能源的有效供应和安全运输必须对集输管线的防腐措施进行研究和科学的选用。在管道腐蚀与防护工程领域笔者在此将其分为管道内腐蚀和外腐蚀两种。

（1）电化学腐蚀。由于油气管道常采用管沟填埋方式进行铺设，由于土壤环境的酸碱性、含水率、氯离子等不同因素的影响，会诱导金属材质的管道产生离子偏离，最终形成电化学腐蚀。以管道内腐蚀情况下的电化学腐蚀情况为例，因为考虑到油气流动时需要克服其粘次阻力的影响，所以必须保证管道内壁的光滑性，通常在管道内壁都会进行过电镀处理，而电镀层有阴极和阳极之分，通过外加电流进行电镀层电极电势高低关系进行离子诱导从而防腐。但是电镀层会因为原油腐蚀或者管道外部机械性损坏而脱落，并且在油气流动时会产生一定的静电，再加上外部土壤环境下的电化学腐蚀影响会产生交互作用，严重腐蚀管网。

（2）缝隙腐蚀。由于管网建设过程中需要运用不同的金属和非金属材料进行焊接或者紧固，而在焊接过程中还会产生气孔、螺母紧压面、法兰连接面等缝隙，加之不同土壤环境下的SRB细菌吸附和电化学腐蚀影响，很容易在缝隙处形成腐蚀层或者生物垢，影响管网完整性。

（3）应力腐蚀。应力腐蚀可能是油气集输管道金属内部的残余应力，也很有可能是油气集输管道外加应力，它是一种由于特定腐蚀介质与拉应力共存的过程中所出现的腐蚀破裂。残余应力可能是由于管道金属材料体积变化引起的，也可能是管道金属材料升温后冷却降温不均匀引起的，也有可能是由于加工制造的过程中所出现的形变，还有可能是由于冷缩配合、螺栓紧固、铆合作用所引起的应力。危险应力的集聚会导致裂缝撕裂和连接法兰处的偏离移位，从而产生缝隙腐蚀等次生灾害。

2有效防腐措施

（1）强化管道应力核算。管道建设之初设计方应该对穿越地带环境、河流、电气化铁路、水文地质等参数进行收集。选用合适管线钢，并在室内实验基础上对不同管径下的管道进行应力核算，计算出拐点架空、法兰盘连接细则等一系列应力消除方案，防止因为设计而导致的应力损坏。

（2）复合涂层外防腐。当前管道建设完毕后需对其表面进行防锈漆、磁粉漆等一系列涂装防腐。但鉴于工程完备性，提出可在防锈漆涂装完毕后首先进行聚乙烯胶粘带缠绕绝缘，防止电化学腐蚀的发生，然后进行石油沥青涂抹，防止SRB细菌等一系列土壤有害微生物影响。如若遇到低温环境还可在以上工作后进行硬质聚氨酯泡沫塑料包裹，进行管道保温和环境隔离，形成多次复合型涂层防护，充分保障管道运行安全。

（3）加注缓蚀剂。内防腐工作可以在管道施工时进行内镀膜处理，但是镀层会因为原油腐蚀或者管道外部机械性损坏而脱落，并且在油气流动时会产生一定的静电，在加上外部土壤环境下的电化学腐蚀影响会产生交互作用。所以管道运行过程中应进行每年的例行检查和清管作业。并且在管道运行过程中进行缓蚀剂加注，充分提高管线钢抗腐蚀性能，延长管道寿命。但由于缓蚀剂一次性用量较大，且价格较贵，所以缓蚀剂加注应结合管线清管与其他维护性防腐措施进行运用，在经济合理的设计框架下运行。

（4）阴极保护。针对发生于管道工程运行过程全区间的电化学腐蚀，在管道工程建设时应进行阴极保护站点和保护桩的建设。特别是在河流和电气化铁路穿越处应格外加强防护，杜绝电化学腐蚀的发生。阴极保护在当前管道工程防腐中运用较多，且效果较好，极具经济性。易维护，易和其他防腐措施进行复合型使用。下步应加强相关工艺和设备的研究。

3结束语

综上所述，油气集输管道的运行需要日常性维护和平时操作的正常巡检。尤其在管道防腐领域，应针对性分析管道内、外腐蚀性机理，将防腐措施和方案贯彻于管网设计、施工、使用和后期维护全阶段。有针对性制定经济科学的防腐措施，全方位使用复合涂层外防腐、加注缓蚀剂、阴极保护等防腐措施，保证油气集输管道长治久安的运行。

作者简介：

王学芳―大庆油田采油七厂二矿葡二联合站，集输工技师，专长集输实操培训

孟凡红，大庆油田采油七厂二矿，集输工技师，专长集输实操培训

成云英，大庆油田采油七厂二矿，集输工技师，专长集输实操培训

（作者单位：大庆油田有限责任公司第七采油厂）