油田集输管道腐蚀行为探讨

李丽明 孙国军 吴玉兰 陈昊田

摘要：近年来，随着社会经济的飞速发展，石油和天然气的开采量也在日益扩大，油田集输管道的防腐蚀工作成为油田事业发展的关键。就目前我国油田生产过程来看，集输管道的腐蚀情况还比较严重，因此正确认识产生管道腐蚀的原因并采取有效的对策现代至关重要。本文将对幼体集输管道腐蚀的原因进行深入的分析，并在此基础上提出防腐蚀对策。

关键词：油田;集输管道;腐蚀行为;研究

随着我国石油及天然气工业的不断勘探和开发，硫化氢、氯离子以及硫酸根離子等腐蚀介质的出现，对集输管道造成了严重的腐蚀。油田集输管道的腐蚀不但给油田的正常生产和经营造成巨大的经济损失，而且对生态环境和人类的身体健康造成了严重的影响。

1 油田集输管道腐蚀的主要原因

在石油和天然气的生产过程中，由于油田集输管道是原油输送最主要的装置，因此提高其防腐蚀性能至关重要。目前来看，造成油田集输管道腐蚀的原因很多，总结之，主要表现在以下方面：

第一，土壤和海水对集输管道的腐蚀。由于土壤中含有大量的空气和水分，因此便成了一个巨大的电解质导体，土壤中的空气和水分与集输管道之间就会形成电化学反应环境，进而导致二者之间发生电化学反应;由于土壤中含有大量的氧气，因此就形成了氧浓差电池，从而加速了油田集输管道的腐蚀;同时土壤的湿度与土质成分也会加速油田集输管道的腐蚀。海水对集输管道的腐蚀性也非常大。海水本身就是一种电解质溶液，可以与金属管道的表面直接发生作用。由于集输管道金属表面不同部位具有很大的差异性，因此就会产生电极电位，从而使金属管道与海水（电解质溶液）形成一条完整的电流回路，即腐蚀原电池。在这一腐蚀原电池的作用下，集输管道金属表面就会出现不同程度的腐蚀。随着时间的推移，久而久之就会使集输管道的腐蚀面越来越大、程度越来越深，最终断裂，进而造成石油和天燃气的泄露。

第二，污水的恶性循环，加速了管道腐蚀穿孔。以上原因造成了油田集输管道的腐蚀，由于没有也很难对此进行清理，因此集输管道的腐蚀又导致净化含油污水的水质不受到污染。当这种不合格的水二次注入地下时，就会形成一直恶性的循环，从而加速了集输管道腐蚀穿孔，对油田正常的生产造成了严重的危害。为了能够更清楚地说明这一问题，以下做了一个实验：将已经被腐蚀的集输管道做表面取样，其规格为1cm×1cm×4mm。将该样本打磨干净后吹干，放入百分之四的硝酸酒精中，用扫描电子显微镜与激光扫描共焦显微镜来观察集输管道样本表面的腐蚀形貌并测定腐蚀坑的深度，再利用离子色谱仪对腐蚀水液进行检测，结果如下表（表1）：

通过表一可知，油田集输管道取样的内壁表面所产生的腐蚀产物主要成份是由硫化铁，同时还有少量的四氧化三铁和硫化亚铁等物质。这表明，油田集输管道内壁上的腐蚀原因主要是含氧与氯离子污水以及硫化氢等溶于水后，对集输管道产生了腐蚀作用。

2 加强油田集输管道保护的措施

针对以上问题，笔者认为可以采用以下方法加强对油田集输管道保护：

2.1 改善管道自身质量，改良周围环境

通过以上实验可知，造成油田集输管道腐蚀的主要原因在于提高其自身的防腐性能，改良其铺设环境的质量。集输管道材料铺设前，要在满足基本需求的基础上着重考虑材料的抗腐蚀性能，同时可在管道的表面设置防护层或者采取保护措施。具体是：将三层聚乙烯、环氧涂层以及煤焦油瓷漆等涂喷在金属管道的表面，使管道与外界隔离;对金属管道进行氧化处理，从而在其表面形成一层氧化膜，也可防腐蚀;此外，还可以将另一种金属镀在集输管道的表面即电镀，这样能有效防止管道受到腐蚀。同时还可以通过改良环境来降低腐蚀介质的浓度，比如控制透气度、减少介质中的含氧量;控制环境的温度、适度和透气度或者喷施缓蚀剂。

2.2 化学保护法

可以在集输管道上连接另一种电位更低的金属或者合金，从而创造一个新的腐蚀电池。该方法主要是利用电极、电势更低的金属或者合金作为电池的阳极固定在集输管道上，在电池的作用下只会腐蚀该种金属或合金，作为阴极的集输管道因而就收到了保护。这种方法主要适用于那些电流需求量非常小的裸管或者有涂层的管道外露部位;同时还可以使用强制电流保护法，该方法是将被保护的集输管道与外加电源的负极相连接，通过外部电源控制来降低管道的腐蚀速率。该方法的优点在于可以提供较大的保护电流，对集输管道的保护距离更长，而且便于控制电压与电流、使用的范围也更加的广泛。

2.3 管内防腐蚀方法

集输管道内涂层防腐技术是目前使用最广的管内防腐蚀措施之一，其防腐蚀原理主要是在管道的内壁与腐蚀介质之间涂上一层隔离膜，从而能够有效地减缓腐蚀速率。这种方法不但能够有效地防止集输管道内壁的腐蚀，节约大量的管材与维修费用，而且可以减少管道清理的次数，进而大大提高了油气的输送速率。

3 结语

总而言之，油田集输管道保护事关重大，它不仅可能会因穿孔而引发油气的泄露损失与维修带来的人力、财力浪费，而且还可能引起严重的火灾、爆炸，给生态环境以及人们的生命安全造成巨大的伤害。因此，我们一定要从实际出发，正确认识管道腐蚀的产生机理，通过不断创新防腐新思路和新技术，进一步加强油田集输管道的防腐管理。

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