埋地钢质输油管道的腐蚀与防腐技术探析

朱纯学

摘 要：为克服严峻的环境条件，在进行长距离石油运输时通常选用埋地钢质输油管道，而钢质管道在使用时不免会受到腐蚀影响，且造成腐蚀现象的原因也各不相同，为保障钢质输油管道能够正常使用，增加其使用年限，就需要对埋地钢质输油管道发生腐蚀的原因进行分析，基于此，本文将从发生腐蚀原因和防腐技术角度展开讨论。

关键词：钢质 输油管道 腐蚀 防腐

一、腐蚀原因

1.1 土壤电化学腐蚀

电化学腐蚀往往由电化学作用引起，由于土壤是由多相物质组成的混合物，其水分含量和空气含量较高，且土壤中的水分常含有盐等物质，盐类物质在与水发生反应后会形成各类盐离子，此类物质极易与钢质输油管道等金属管道发生电化学反应，这就使得土壤具有一定导电性，从而对埋地钢质输油管道产生电化学腐蚀，且随着环境的不断变化，土壤成分的物理性质和化学性质也会随之变化，将导致土壤电化学极不均匀，对管道会产生不同程度的腐蚀。

土壤电化学腐蚀主要分为微电池腐蚀和宏电池腐蚀两类。微电池腐蚀主要由金属表面上相隔距离近的微小电极组成，这些微小电极的排列较为均匀整齐，因此其对埋地钢质输油管道造成的腐蚀程度通常较为均匀，且其腐蚀效果通常由阴阳两极的电极过程决定，与土壤介质自身的电阻率无关，因此其对于管道的腐蚀危害较轻。宏电池腐蚀主要由金属表面上相隔距离远的微小电极组成，此类电极的排列较不规律，往往集中于一个部分，因此通常表现为局部腐蚀，与微电池腐蚀不同的是，宏电池腐蚀程度受土壤介质电阻率影响较大，且腐蚀程度与电阻率呈反比关系，电阻率越大，腐蚀程度越严重，电阻率越小，腐蚀程度越轻，由于宏电池腐蚀主要表现为局部腐蚀，会使管道的局部管壁变薄，从而使管道发生破裂情况，造成石油等物质泄漏，因此其对埋地钢质输油管道的腐蚀危害极大，需格外重视对此类腐蚀的预防。

1.2 微生物腐蚀

当微生物的生命活动参与到腐蚀过程时，会造成微生物腐蚀现象，常见的微生物腐蚀主要分为好氧菌腐蚀和厌氧菌腐蚀，好氧菌腐蚀主要由铁细菌与硫氧化菌参与，厌氧菌腐蚀主要由硫酸盐还原菌参与，只要埋地钢质输油管道与此类微生物接触，就会遭受不同程度的腐蚀。

1.3 电流腐蚀

随着电力技术的飞速发展，在空中和地面都存在着电流干扰，其中杂散电流会伴随外界变电流及人为因素产生，此类电流会在钢质管道内流动，若钢质输油管道等设施没有经过绝缘处理，杂散电流会和管道中的部分离子发生电解反应，电解后的离子会与管道形成闭合回路，造成严重的电流腐蚀现象发生，为规避此类腐蚀现象，必须重视防腐技术的应用。

二、防腐技术

2.1 涂层防腐技术

在埋地钢质输油管道的防腐技术中，由于涂层防腐技术可使金属基体与具有腐蚀性的土壤环境隔离开而被广泛应用，主要分为外部涂层防腐和内部涂层防腐。

外部涂层防腐根据不同的土壤电阻率而被分为普通级绝缘涂层、加强级绝缘涂层和特加强级绝缘涂层。其中，石油沥青等沥青类物质具有高耐腐性、水渗透率低及绝缘性能好等优点，适用于各种条件下的防腐层等级与结构，但由于此类沥青物质在使用时会对环境产生较大污染，因此并非是防腐涂层的最优选择。相较于沥青类防腐层，合成树脂类防腐层的外观和性能都更胜一筹，常见的合成树脂类防腐层主要是环氧粉末防腐层，因其涂敷方便、性能优异，而逐步取代传统溶剂型防腐涂层，且此涂层综合能力更强，适合应用于复杂多变的土壤环境，虽然一次性投入的成本较高，但是后期维护的成本低，是一类性价比较高的防腐涂层材料。

内部涂层防腐技术可通过在埋地钢质输油管道内部刷涂耐油性防腐保护涂料实现防腐功能，此类涂层涂料具有良好的機械性能和稳定的物理性质，并且对于环境的污染小，但在进行刷涂前需对输油管道进行喷砂除锈处理，按照相关刷涂标准进行涂料刷涂，增强涂料的防腐性能。

2.2 电化学防腐技术

在众多腐蚀中，电化学腐蚀更为普遍，且对埋地钢质输油管道造成的危害更大，一般管道表面会刷涂防腐层，为预防防腐层受损而发生局部电化学腐蚀，因此需要格外重视电化学腐蚀技术的应用。目前牺牲阳极保护、强制电流保护和杂散电流排流保护主要应用于电化学防腐保护领域。

由于强制电流保护具有灵活及适应性强等优点，目前长距管道最主要的保护方法就是强制电流保护，主要将外部直流电源作为极化电源，辅助阳极与电源正极相连，通过阴极极化防止阴极电流流失，此法虽为主要保护方法，但在使用时会产生较为严重的电磁污染，且投资成本大。

在电化学腐蚀中，阳极易遭受腐蚀，为实现管道防腐，需保证在开路状态有足够的负自然腐蚀电位以及在闭路状态有足够的工作电位来实现牺牲阳极保护措施，常被用于无电源地区及规模小的地区。

因外界条件影响，会产生杂散电流，当存在杂散电流时，要及时进行必要的排流防腐保护，使埋地钢质输油管道的阴极极化，并需要根据杂散电流的性质在直流排流、强制排流和极化排流中选择最佳的排流保护方式，以此防止埋地钢质输油管道发生电化学腐蚀现象。

三、结束语

随着石油需求量的逐年上升，埋地钢质输油管道建设工程也不断发展，并向着不同地域延伸，同时管道经过的地形条件日益复杂，输油管道出现的腐蚀现象愈发普遍，为合理解决腐蚀问题，现阶段对输油管道的防腐技术提出越来越高的要求，不断推进新型防腐材料的开发进程与防腐技术的升级改造。

参考文献：

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