油气集输管道腐蚀分析及防腐技术应用探究

曲晨 刘鹏 宫兆军2

摘要：本文结合油气集输管线运行情况简要分析，对缝隙腐蚀、应力腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、浓差电池腐蚀、绝缘接头腐蚀等集输管道常见腐蚀类型进行了研究，对做好内腐蚀评估、防腐涂料涂刷、阴极保护法、添加缓蚀剂、选择适用管道材质等防腐技术措施的应用进行了探究。

关键词：集输管道;腐蚀类型;防腐技术

随着社会经济发展，油气资源需求不斷增大，我国油气资源开发和使用区域不均衡性，需建设大量油气集输管道进行油气资源储存和运输。集输管道运行中面临的一大难题是腐蚀问题，影响油气集输效率和管道运行安全，要对腐蚀产生的原因进行分析，有针对性的采取防腐措施，提升油气集输管道运行的可靠性。

1 油气集输管道现状及腐蚀分类

油气传输中受制于技术条件和运输距离等限制，无法直接进行原油运输，需将其转化为可以运输的油气资源介质后，借助集输管道进行传输。在集输管道运行中，因管道内部传输介质含有水分和腐蚀物质较多，易造成管道腐蚀，影响管道运行效率和安全。油气集输管道腐蚀及主要机理有如下几类。

一是缝隙腐蚀。缝隙腐蚀较为常见，主要是金属材料与非金属材料接触形成。在集输管道内壁锈层下和法兰连接面等部位，都比较常见，严重的会造成管道损伤、油气介质泄露等。

二是应力腐蚀。应力腐蚀主要是管道承受的拉应力和特殊腐蚀介质共同作用引发的。集输管道主要为金属材料，其体积变化以及升温后冷却中降温不均匀性，都会产生残余应力，与特定腐蚀介质作用后就形成应力腐蚀，会缩短管道使用寿命。

三是点蚀。油气集输管道内部经常出现点蚀，初期可能影响不大，但点蚀发生后腐蚀坑点由中心向管道四周扩展，逐步形成腐蚀穿孔等问题。油气集输管道内部介质中如果含有较多氯离子，点蚀发生率就明显增高。点蚀、坑蚀对集输管道正常使用存在很大影响。

四是晶间腐蚀。油气集输管道运行中，管道合金晶部位易发生晶间腐蚀，影响管道延伸性，对管道结构产生不良影响，影响管道性能的正常发挥。

五是浓差电池腐蚀。油气集输管道运行中，管道外壁接触的土壤中含有成分及浓度存在差异，造成电极电位差异，而管道作为一个整体，就会产生浓差电池腐蚀。

六是绝缘接头腐蚀。油气集输管道施工中，存在一定量的绝缘接头，这些部位需进行焊接，在焊接中形成的焊缝以及焊接施工中受热影响区域，表面很容易出现气孔、裂缝等缺陷，后期易产生腐蚀问题。

2 油气集输管道防腐技术应用

2.1做好内腐蚀评估

油气集输管道腐蚀可分为内腐蚀和外腐蚀，其中内腐蚀更加难于发现，只有提前检测发现腐蚀，有针对性的采取措施予以应对，才能尽量控制腐蚀程度，降低腐蚀产生的危害。因此，要根据集输管道运行相关标准规范，对管道内腐蚀状况进行评估。具体检测中，要规定好最大缺陷深度、长度等参数，借助超声智能清管器进行管道内部检测，得出缺陷尺度，以分项安全因数法对管道安全工作压力进行评估，如果评估允许压力高于最大允许操作压力，对管道进行常规的防腐和保温措施后，就可以继续使用。

2.2防腐涂料涂刷技术

油气管道防腐施工中，可提前对管道内壁和外壁表面涂刷防腐涂料，对管道进行防腐保护。集输管道防腐处理中选择的涂料质量与防腐效果直接相关，应严格按相关工艺标准和区域土壤状况、集输介质情况等，确定适用的防腐涂料，如对动力工具参照SIS055900-St3标准进行防腐涂料施工，常用的外部防腐涂料为环氧树脂涂料，不仅能有效隔绝土壤中的腐蚀物质和水分等对管道造成腐蚀，还能增强管道密封性;管道内壁不仅可选用环氧树脂涂料，还可适当采用玻璃钢衬、水泥砂浆等，增强个别区域防腐性能。在防腐涂料喷涂中，尽量使涂料均匀的喷涂在管道内壁和外壁上，刷掉涂料下垂形成的不均匀部位，使形成的保护膜厚度均匀，待达到工艺要求后再借助砂轮机进行打磨，直至达到规定平整度，同时对绝缘接头等焊接部位存在的氧化皮和飞溅等，也要采取合理的处理和保护措施。

2.3阴极保护法

阴极保护法是集输管道防腐常用技术，主要有牺牲阳极法和强制电流法。集输管道运行中处于封闭状态，阴极保护法应用受空间限制，在管道设计中就需统筹考虑阴极保护法实施中产生的氧气和氢气，防止采用该方法防腐产生的安全问题。具体应用中，可在管道外壁连接负电位的金属体，使管道原电池始终保持阴极状态，避免产生腐蚀;或在管道外部施加电源，使金属体连接到管道中，把管道变为阴极，通过对连接金属体的消耗，防止管道腐蚀。无论是牺牲阳极还是施加电流，都要注意定期进行阴极检测，确保防腐效果，防止出现保护失效问题，一旦保护失效就要重新进行阴极保护设置，确保管道始终处于最佳防腐状态。

2.4添加缓蚀剂

根据区块油气集输介质腐蚀特性，在集输介质中添加适用类型的缓蚀剂能有效降低管道内腐蚀，缓蚀剂在运行中可与管道内壁腐蚀区产生蚀剂膜，能有效隔离管道内壁与腐蚀气体和腐蚀物质的接触，降低管道内腐蚀发生概率。应用该方式防腐成本较低，关键是在应用中要科学制定方案，选择适当缓蚀剂，确保缓蚀剂能精准在管道内壁腐蚀区形成蚀剂膜，同时要注意缓蚀剂与集输介质中水分和各类物质的匹配性，防止接触后产生沉淀物，堵塞集输管道。

2.5选择适用管道材质

根据集输管道运行中的化学特点及集输介质物质特点，对管道提前通过优化选材等措施提升集输管道防腐性能，也能有效增强管道耐腐蚀性。为确保管道运行稳定，要选择合理的管道材质，比如优化选择不锈钢、合金等管道材质，能有效预防化学物质对管道产生的腐蚀。可考虑使用金属复合管强化管道内部防腐性能，如在管道内部适当位置选择玻璃钢衬、陶瓷内衬等复合型管道，显著增强耐腐蚀性，预防后期管道集输中产生的污垢。但该类管道成本较高，需根据实际情况，对腐蚀性较强的集输介质或特殊部位应用该类防腐措施。同时，该类管道防腐措施实施中要注意规范操作，防止施工或处理不当造成衬里损伤，影响防腐性能。

3 结论

综上所述，油气集输管道是油气资源开发利用中重要设施，腐蚀是影响集输管道安全稳定运行的主要问题，针对常见的管道腐蚀类型，有针对性的采取措施增强管道防腐性能，有利于更加安全稳定的开展油气集输。

参考文献：

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[2]刘美玲.油气集输管道腐蚀机理及防腐技术[J].中国石油和化工标准与质量， 2013（09）.