油气集输管道腐蚀的原因与对策

许伟　王远飞

【摘 要】在油气生产的过程中，由于油气中具有一些腐蚀性的物质，这样很容易出现腐蚀的情况，进而引起管道穿孔或是泄露，这给油气集输带来严重的安全隐患。所以，就要对油气集输管道的防腐问题进行研究，同时采用相应的防腐处理措施，进而提高管道的耐腐蚀性，提高管道的输送效率，延长管道的使用时间。本文就对油气集输管道腐蚀的原因进行分析，同时提出有效的解决对策。

【关键词】油气集输；管道；腐蚀；防腐

在油气的集输过程中，管道的腐蚀问题一直对传输工艺有着很大的影响，也影响了运行成本。在集输体系内，腐蚀会导致漏油、冒油，损害到管路和地面装置，严重时甚至会发展爆炸和燃烧，对人民生命财产安全造成了很大的威胁。这就需要提升对管道腐蚀的认识，从其腐蚀原因出发探讨对应的防腐方式。

1、油气集输管道腐蚀的重要性

新时期发展以来，我国经济呈现出快速发展的趋势，在这种环境下，对于油气的需求量不断上涨。油气集输管道主要的作用是用来输送石油与天然气，由于物质自身的特点，管道极易产生腐蚀变化。造成油气集输管线发生腐蚀问题的主要原因是由于油气中所含有的二氧化碳、氧、硫化氢、氯离子等化学成分，这些物质与金属管道的内部直接接触，就会发生化学反应，在长期作用下管道内部逐渐出现沙眼、穿孔等问题，如果严重的话就会产生泄露，这给油气集输工作带来很大的安全隐患，不仅容易引发安全事故造成人员伤亡，还会产生巨大的经济损失。通过多年的研究与分析发现，造成管道腐蚀问题容易产生以下几方面的危害：第一，对设备、管道造成极大的损坏；第二，威胁油气输送工作的顺利进行，甚至引发污染问题；第三，威胁工作区域的环境安全，打扰员工的生命健康；第四，造成严重的流失浪费，产生一定的经济损失。总而言之，油气集输管道腐蚀问题的发生危害是非常严重的，必须认清产生腐蚀的主要因素，从根本出发解决管道腐蚀问题，这对于油气集输管道的运输安全具有重要意义。

2、油气集输管道腐蚀原因

2.1外部腐蚀

管道在运行的过程中，其外侧在长期接触各类具有腐蚀性质的情况下而发生腐蚀，外侧面受到侵蚀主要包括溶解、原电池侵蚀以及侵蚀反应。对于埋地管道来说，土壤是其形成外腐蚀的主要因素，土壤的组成体系涵盖了气、固、液三相，在水和空气的作用下而形成导体作用。土壤内不均匀分布的氧造成了浓度差而导致原电池效应，金属管理在此反应下会加速侵蚀速度。从侵蚀的方式看，其他造成腐蚀的形式还包括宏观电池反应、微电池反应和微生物反应，以及金属的不同而发生的宏观电池效应。在管道接触海水的情况下，其表面会形成电解质溶液，由于管材材料的不同，在不同的区域内会形成电位差，在海水的导电作用下而形成电路，这类原电池腐蚀会对管道外侧造成面积不等的腐蚀。

2.2管道内部腐蚀

通常情况下，管道内部腐蚀与自然环境的联系不大，油气自身作用是导致管道内部腐蚀的重要原因，二氧化碳和硫化氢是油气的重要组成部分，硫化氢具有溶于水且与金属发生化学反应的特点，一旦油气集输管道内部的金属离子化，就会导致管道内壁腐蚀，再加上氧气的作用，将会产生次级化学反应，出现硫酸等强酸性物质，势必会加快管道内壁的腐蚀。与此同时，由于硫化氢反应产生的氢气不断增多，这就会导致氢脆现象，随着油气集输管道内氢气的含量不断增多，管内的气压也会随之增大，极有可能造成管道破裂。此外，物理冲击同样是导致管道内部腐蚀的因素之一，管道内存在着一定的砂砾、气体和流体，这样就会形成多项流体，其中的细碎颗粒和气体会对管道产生一定的冲击力，冲掉腐蚀物，会加快管道内部的腐蚀速度，影响油气的正常传输。

3、油气集输管道的防腐处理措施

3.1油气集输管道的内防腐措施

针对油气集输管道的运行特点，对管道的内壁实施防腐技术措施，提高管道的耐腐蚀性能，延长金属管道的使用寿命，使其更好地完成油气集输的任务。优选特殊材质的管道材料，如应用合金钢或者不锈钢材质，减少管道的腐蚀。防腐涂层处理，在金属管道的内部形成一层保护膜，防止腐蚀介质的接触，能够延长管道的服役时间。通过在输送介质中加入缓蚀剂，延缓对管道的腐蚀，而达到防腐的效果。针对油气集输管线输送的油气的性能差异，优选不同的油气集输管道材质，使其达到最佳的防腐绝缘效果。

应用化学药剂进行防腐设计，将缓蚀剂加入到输送的介质中，使其改变金属的机械强度，减缓金属的腐蚀，对金属管道起到保护作用。选择输送介质中加入少量的防腐缓蚀剂，就能达到更好的防腐效果，属于经济适用的防腐技术措施。需要优选缓蚀剂的种类，使其适应油气输送环境的需要。目前我国使用的缓蚀剂的主要成分是有机物，有机胺及季铵盐类的缓蚀剂均能够达到较好的防腐效果。优选的缓蚀剂必须与地层水具有良好的配伍性，不允许发生沉淀反应，而堵塞管道或者油层的孔隙，而影响到油气的开采效果。通过电镀层进行内壁的防腐处理，对金属内壁进行各种不同的电镀处理，改善金属管道的防腐特性。如果在钢管的表面镀锡，形成了阴极保护的防腐技术。而对金属管道进行镀锌，就形成的阳极保护的防腐技术。当金属镀在金属管道的表面后，就形成不同极性的保护形式，达到防腐的效果。涂料防腐技术措施的应用，应用防腐绝缘的涂料，对管道的内壁进行涂层技术措施，也能够达到预期的防腐效果。防腐涂料具有一定的亲水增油的性能，使金属管道的内壁和腐蚀介质之间具有一个隔离层，减少了金属管道腐蚀的机会，避免腐蚀介质的影响，而提高油气集输管道的运行效率。可以采用水泥砂浆的内涂层技术，也可以应用玻璃钢管内衬技术措施，环氧树脂粉末的内涂层技术措施等，实现了金属管道的内壁涂层防腐设计，达到预期的防腐效果。

应用双金属复合管技术措施，达到防腐绝缘的效果。玻璃钢内衬和陶瓷内衬的复合管技术，达到最佳的防腐效果。复合管的防腐效果比较突出，同时能够防止结垢的现象出现，缺陷就是复合管的生產加工费用偏高，导致油气集输的成本增加，需要慎重选择。复合管防腐效果好，对铺设工艺具有特殊的要求，否则很容易破坏玻璃钢或者陶瓷的内部结构，而影响到防腐效果。未来金属管道内壁防腐处理的发展方向，需要进一步研究管道的内壁腐蚀的机理，进行新型缓蚀剂的研究，开发新型的内壁防腐涂料，提高防腐涂料的性能指标，使其更好地达到防腐绝缘的效果，而且体现价格低廉的特点。研发复合管的防腐特征，不断应用高新技术措施，如应用纳米技术，生产出高品质的复合金属管，使其达到最佳的油气集输效果，而对腐蚀的影响不大，提高了油气管道集输的效率。

3.2油气集输管道的外部防腐措施

油气集输管线担负油气集输的任务，一般埋藏于地下或者架空处理，要求金属管线具有足够的强度和耐腐蚀特性，对金属管线的外壁进行涂层处理，如利用石油沥青进行涂层，使其形成一层高强度的保护膜，能够提高外壁的防腐效果。也可以给金属管线的外壁包裹保温材料，防止油气集输管线温度散失，影响到油气的正常集输。油气集输管线的外壁涂料，必须满足外壁的防腐绝缘要求，设计涂层的技术措施，优化涂层处理的工艺，使涂层达到更高的防腐效果。为了防止金属埋地管线与土壤形成原电池，而损坏金属管线，采取阴极保护技术措施，提高埋地管线的耐腐蚀性。在油气集输现场，一般采取牺牲阳极的阴极保护措施，或者外加电流的阴极保护措施，使油气输送管线成为原电池的阴极，避免消耗管线，而导致管线破坏泄漏，影响到油气的顺利集输。阴极保护技术的应用，可以选择石墨电极作为阳极，达到阴极保护的效果。

4、结束语

通过对油气集输管道腐蚀的原因及对策的研究，分析各种腐蚀的原因，有针对性地采取相依难度防腐措施，既要防止管道内壁的腐蚀，同时也要防止管道外表面的腐蚀，才能保证油气集输管道的使用寿命，提高管道输送的效率。

参考文献：

[1]杨国胜.油气集输管道的腐蚀机理分析及防腐探讨[J].石化技术，2016，（8）：236.

[2]付程楚悦.油气集输管道腐蚀与防腐措施研究[J].化工管理，2016，（27）：203.

（作者单位：新疆油田公司石西油田作业区莫北转油站）