油气管道腐蚀原因及防腐措施研究

姚子健

关键词：油气管道;腐蚀原因;防腐措施;阴极保护;防腐层

0 前言

近年来，我国油气管道的数量以及长度都在不断的增加，管道属于我国经济发展的基础设施，通过加强管道建设，有利于平衡我国各个区域的能源供给，对于推动我国社会的全面发展十分关键。对于大多数油气管道而言，其主要的材料为碳钢，在管道运行的过程中，威胁其运行安全的因素相对较多，例如第三方破坏、腐蚀等[1]。通过对管道事故问题进行调研发现，大多数的管道风险事故是由于腐蚀问题所引起的。因此，需要对管道腐蚀问题的原因進行系统分析，并采取多种类型的防腐措施，以此保障管道的运行安全。

1 油气管道腐蚀原因分析

（1）内腐蚀原因分析

油气管道可以分为三种类型，分别是油气集输管道、原油管道以及天然气管道，三种类型管道中的介质不同，因此，三种管道内腐蚀问题的原因也各不相同。对于集输管道而言，其主要集中在油气田企业，在油气资源被开采出地面以后，通过使用集输管道将其输送到集中处理站，对能源进行处理，由此可见，集输管道中的介质相对较为复杂，一般情况下，介质会以油气水三相的形式存在，由于介质未进行处理，因此，介质中含有大量的酸性物质，在酸性物质溶于水以后，将会对管道产生严重的腐蚀作用，同时，由于介质从地层开采出地面以后就会进入集输管道，因此，介质的温度相对较高，而酸性物质腐蚀管道属于化学反应，随着温度的升高，化学反应的速度加快，管道的腐蚀速率增大，综合而言，与其它管道相比，集输管道的内腐蚀问题较为严重[2]。对于原油管道而言，管道内的介质已经进行了处理，酸性物质的含量大幅降低，同时，在原油流动的过程中，会在管道内壁上产生一层油膜，其可以发挥内防腐层的作用，由此可见，与其它两种类型的管道相比，原油管道的内腐蚀问题相对较为轻微。对于天然气管道而言，其腐蚀速率与上游的处理工艺及处理设备有关，从理论上分析，如果上游的脱水效果相对较高，介质流动的过程中无法产生液态水，此时管道内仅有的腐蚀性气体也将无法对管道产生严重的腐蚀作用，但是对于部分处理厂而言，脱水设备的运行不稳定，介质的脱水效果相对较差，在介质输送的过程中，随着温度的逐渐降低，会产生大量的液态水，腐蚀性气体溶于液态水以后，将会对管道内壁产生严重的腐蚀作用[3]。

（2）外腐蚀原因分析

外腐蚀也是影响管道安全的重要因素，外腐蚀问题的产生主要与土壤环境以及防腐层的质量有关，首先，土壤中含有大量的腐蚀性物质以及微生物，对于腐蚀性物质而言，其会对金属材料产生直接的腐蚀作用，对于微生物而言，在微生物生命活动的过程中也会产生腐蚀性物质，因此，微生物会对金属的腐蚀问题产生直接影响。在另一方面，通过对我国部分管道进行调研发现，其均配置了外防腐层，但是如果外防腐层存在损坏问题，管道金属与土壤环境直接接触，必然会对管道的腐蚀产生影响，同时，防腐层破损的位置和防腐层完好的位置将会形成原电池，进而使得防腐层破损位置处产生严重的电化学腐蚀，事实上，电化学腐蚀问题的危害更大，腐蚀速率更快，一般情况下，防腐层损坏问题都是由于管道建设施工不当或者第三方破坏所引起。

2 油气管道防腐措施研究

（1）阴极保护措施

阴极保护主要是从电化学的角度出发，对金属材料进行合理的保护，主要的保护措施可以分为两种类型，分别是牺牲阳极以及外加电流，如果使用牺牲阳极的保护方法，则需要在管道沿线敷设阳极包，阳极包内存放活跃性更高的金属材料，在活跃性更高金属材料与碳钢接触以后，碳钢可以被看作为原电池的阴极，进而受到一定的保护，活跃性更高的金属材料可以被看作为原电池的阳极，进而被腐蚀，阳极包的数量以及距离间隔需要通过计算得到。如果需要使用外加电流方法，需要在管道沿线站场内安装恒电位仪，通过向管道金属施加电流的方式，使得碳钢的腐蚀速率降低。

（2）防腐层保护措施

防腐层保护属于一种物理性的保护措施，对于集输管道而言，由于其内腐蚀速率相对较快，内腐蚀对管道产生的危害远超过外腐蚀，因此，需要在集输管道内部增设防腐镀层，进而使得介质与碳钢之间相互被隔离，腐蚀性物质将无法对碳钢材料产生腐蚀。在外腐蚀方面，需要全面保障外防腐层的完整性，定期对管道进行全面的外检测，及时对防腐层破损的位置进行修复，使得碳钢材料与土壤环境可以相互被隔离。

（3）缓蚀剂保护措施

向介质中添加缓蚀剂是防止管道出现严重内腐蚀问题的重要措施，目前，通过对缓蚀剂市场进行调研发现，我国开发的缓蚀剂类型相对较多，不同类型缓蚀剂适用的环境以及发挥的作用不同，例如某些缓蚀剂只能解决二氧化碳腐蚀问题，因此，相关企业可以对市场上常见的缓蚀剂进行全面的对比，根据管道内介质的组分，对缓蚀剂进行优选，充分发挥缓蚀剂防腐的作用。

3 结论

综上所述，腐蚀是威胁管道安全的重要因素，腐蚀问题还将会导致管道的使用寿命大幅降低，最终给管道运营企业产生巨大的经济损失，影响管道腐蚀的因素相对较多，且管道内介质不同或者所处的土壤环境不同，则腐蚀速率也存在一定的差距，相关企业需要采取合理地防的腐措施，对管道进行全面保护，保障其可以长期处于安全的运行状态。

参考文献：

[1]王姝琦.关于油气管道腐蚀原因及主要防护措施探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2014（06）：111.

[2]张春生，申龙涉，郭慧军，等.埋地油气管道外腐蚀原因及防腐技术的研究进展[J].当代化工，2011，40（02）：202-205.

[3]王丹，袁世娇，吴小卫，等.油气管道CO2/H2S腐蚀及防护技术研究进展[J].表面技术，2016，45（03）：31-37.