关键防腐技术在石油天然气管道工程中的应用研究

＊刘犇 贺佳 于海超

（1.延长油田股份有限公司志丹采油厂 陕西 717500 2.延长石油管道运输第二分公司郝家坪输油站 陕西 717200）

在现代化工业产业和社会经济的发展过程中，突出了石油、天然气等资源的重要作用，需要借助现代化机械设备，在电力设施的辅助作用下，发挥出石油、天然气等资源的驱动作用，能够有效加快各项生产作业的整体进程。在设置运输管道的过程中，对关键防腐技术予以合理利用，能够优化石油天然气管道工程项目建设质量，采取有针对性的防腐处理措施，为石油天然气运输工作的开展带来积极影响。

1.分析石油天然气管道的腐蚀类型

（1）外壁腐蚀。大多数石油天然气管道，通常会埋藏于地下区域，由于地下区域的干扰因素相对较多，所以会对天然气管道外壁带来不同程度的腐蚀效果。以架空形式为主的管道，可以在防腐蚀操作的过程中，在管道表面区域涂抹防腐药品，并保证药品涂抹的均匀性，能够获得有效的防腐蚀成效，加大对腐蚀问题的处理力度。然而，通过对地下管道所遭受的化学反应进行分析，可以看出整体的腐蚀程度相对较强，且钢管的厚度对地下管道化学反应起到了决定性作用。由此可以看出，在化学腐蚀的作用下，所造成的管道腐蚀问题并不是主要原因，当出现电化学反应时，则会在石油天然气管道的外壁区域形成较为强烈的腐蚀[1]。

（2）内壁腐蚀。在石油天然气管道长期的使用过程中，产生腐蚀问题的主要原因具有多样性。一方面，天然气这一资源来说，其内部所含有的杂质各不相同，部分杂质能够与管道产生化学反应，其化学反应具有固定性，容易带来较为严重的腐蚀作用，无法维持石油天然气管道工程的稳定运行。另一方面，若管道内部的水溶比例相对较高，并且达到了一定的比例限制时，会在管道的内部区域形成亲水膜这一物质，不仅会对金属管道造成腐蚀，且整体的腐蚀效率会随之提升，在有限的时间之内，形成了较为多样的化学反应，从而使管道腐蚀问题日益严重。

2.分析石油天然气管道工程中应用关键防腐技术的重要性

在石油天然气管道长期的使用过程中，能够筛选出更加合适的建设材质，并保障管道结构的整体性和系统性。

一方面，在使用金属管道的过程中，若金属管道产生了腐蚀问题时，不仅无法维护管道的整体色泽，还会对管道外形造成不良影响，对管道的机械性能带来改变。在长期的使用过程中，若腐蚀性问题日益严重，会缩短石油管道的整体使用周期，在客观性因素的干扰下，对石油天然气管道工程造成严重威胁。石油管道所出现的腐蚀问题，若无法对其加以处理，还会引起一系列的连锁反应，当实际所使用的防腐技术尚未满足规定要求，虽然初期阶段所出现的腐蚀问题并不严重，但在随着时间的不断推移，仍然会对石油天然气管道工程造成严重影响，且此类后果无法估量。

另一方面，结合目前的天然气管道运行情况予以分析，可以看出多数石油管道通常是以钢制结构为主，在周围环境的作用下，会对此类结构带来直接影响，导致管道破坏问题时有发生，甚至会提高管道变质等问题的发生几率。与此同时，当石油天然气管道腐蚀问题过于严重时，不仅会阻碍石油管道工程建设与发展，还会造成较为严重的安全隐患。若石油等资源受到了腐蚀性管道的影响时，会导致大量石油资源渗出，对当地区域的土地造成严重影响，无法保护当地区域的生态自然环境[2]。

3.分析石油天然气管道工程中的关键防腐技术应用

（1）涂层外防腐技术应用。①涂层类型和相关应用。在石油天然气管道的运行过程中，可以在涂层外防腐技术的作用下，在管道的外表面区域涂抹适量的涂料，对管道和氧气之间的接触进行阻隔，发挥出此类防腐技术的优势和作用。

首先，无机非金属涂料属于涂层防腐时技术应用过程中的主要材料类型，通常是以玻璃陶瓷为主，且此类涂料具有绝缘特性。在一般情况下，可以将上述绝缘涂料涂抹于石油天然气管道的外层区域，有效阻隔石油天然气管道与空气之间的接触，减少化学反应的出现，确保管道金属离子能够持续处于稳定状态，强化石油天然气管道的防腐蚀能力，延长管道的整体使用周期。在一般情况下，钢制的石油天然气管道工程，能够为无机非金属涂料的使用提供广泛的空间支持。

其次，改良涂层。改良涂层具有先进效用，可以应用纳米技术对有机材料和无机材料进行处理，采用临界处理的方式，将其应用于石油天然气运输管道工程中，发挥出改良涂层的防腐蚀性能，提高石油天然气管道工程的防腐蚀能力。不仅如此，在使用改良土层的过程中，能够强化石油天然气管道工程的防水能力，在规避不良因素的基础上，延长管道工程项目的使用周期。

最后，环氧涂层。通过将环氧涂层和无机非金属涂料进行对比，可以看出前者的防腐蚀性能更加优良。在石油天然气管道工程中，若使用的管道材质不同，能够发挥出环氧涂层的应用优势，进而获得良好的防护效果。需要注意的是，在使用环氧涂层时，由于此类涂层制作方法较为复杂，且调配的过程中存在一定的困难，所以需要结合实际情况慎重选用[2]。

②控制外腐蚀有效方法。首先，可以使用涂抹外涂层的方式，对石油天然气管道工程的腐蚀问题予以解决，采用此类方法的原因，主要是由于石油天然气管道的部分区域，需要长期埋藏于地下，所以容易受到土壤环境对管道所带来的影响，提高了腐蚀问题的发生几率。在对管道进行涂抹时，形成了完整的外涂层，使管道和土壤之间能够得到隔离。

例如：使用聚氨酯涂层，具有施工简单、防腐层质量好、耐冲击性和柔韧性强、耐磨性强、耐微生物腐蚀等特点，同时性价比高，符合绿色环保的要求，它适用于补伤、补口及旧防腐层的修复,有着广泛的应用前景和发展空间。

其次，在设计石油天然气管道工程设备的过程中，需要派遣专业的技术人员，基于科学化和合理化的角度，加大对管道设备的控制力度，确保管道的整体腐蚀程度能够达到最低状态。

最后，可以使用应急保护的方法，通过对应急保护防腐措施的细致分析，还可以将其划分成为牺牲阳极和强制电流保护等两种形式。例如：在开展石油天然气管道工程施工作业时，要求施工人员能够在前期准备阶段，对防腐施工方式的设计予以管控，保障防腐施工方式的有效性。另外，在使用管道的过程中，需要为石油、天然气等资源的运输提供基本条件，要求各部门人员都能够共同参与，加强对管道腐蚀防范工作重要性的认识，采取有效措施实现对管道腐蚀问题的全面预防。

（2）应急防腐技术。在使用应急防腐技术的过程中，通常需要采用加设电流的形式，对石油天然气管道电极进行转化，以此来抑制电化学反应的出现，从而获得良好的防水效果。首先，容易产生电化学腐蚀问题的管道，需要结合石油天然气管道工程的实际情况，加设合适的电流，并将石油天然气管道转化为阴性极，避免金属电离子发生转移[4]。

一方面，在处理石油天然气管道腐蚀问题时，还可以采用引入直流电的形式，确保腐蚀区域的管道能够朝着阳极进行转换，避免石油天然气运输管道出现腐蚀反应。在使用引入直流电的应急防腐技术的过程中，呈现出了绿色化和环保化的优势，且整体的防腐蚀性能相对较强，不仅能够避免对石油天然气运输工作质量造成不良影响，还能够为此项防腐技术的应用提供广泛化的空间支持。在石油天然气管道工程中，充分发挥出直流电引入防腐技术的防护功能，突出了此项技术的重要性。

另一方面，具有强大负电位的金属，若该类金属的负性电位，已经超过了传输管道的负性电位时，需要将此类金属连接到管道的外部区域。若该区域的金属表面已经处于腐蚀状态时，那么在此类连接操作方法的作用下，则能够对石油天然气管道工程的腐蚀问题予以规避。

（3）内部防腐技术。①技术应用。管道运输作业，实际所涉及到的石油、天然气等物质，其自身的质量和成分之间存在较大的差异。所以，在管道内部进行运输时，能够对管道内部带来一定程度的腐蚀作用，对管道工程项目的开展造成了不良影响，缩短了石油天然气管道工程的使用周期。石油天然气管道工程，管道的内部区域与空气之间的接触相对有限，通过将管道内部与管道外部区域进行对比，可以看出管道的外部区域与空气之间的接触较为频繁，但内部与空气的接触具有局限性。为了保证石油天然气管道工程内部金属离子的稳定性，需要在使用内部防腐技术的过程中，保障技术操作的可行性、合理性和科学性，在全面规避腐蚀反应的基础上，降低腐蚀反应问题的出现几率，突出内部防腐技术应用的重要作用，为石油天然气管道工程项目的开展奠定良好的基础。

例如：从2004年3月开始，某公司组织专门人员对新型油套管防腐工艺方案进行了选择论证。先后对国内各油田应用比较多的镍磷镀防腐技术、真空渗氮防腐技术、环氧粉末静电喷涂技术、液态涂料无气喷涂技术、玻璃钢和不锈钢内衬防腐技术等进行了广泛的对比研究。根据对中石油、中石化、中海油有关专家的意见和建议，经过考察和论证，最终研发国际和国内先进的“液态涂料高速旋转喷涂技术”，对油套管及集输管道内表面进行内防腐[5]。

②内壁腐蚀反应控制措施。首先，可以使用添加缓释剂的方法，加大对内壁腐蚀反应控制力度，在使用此类操作方法时，所需用的费用成本相对较低，但实际所获得的反腐成效较为优良。现阶段在筛选缓蚀剂的过程中，通常是以复合型为主。其次，还可以使用内涂层和衬里保护的措施，在涂层的作用下，可以对管道和相关物质进行阻隔，避免管道本身与容易产生化学反应的物质进行接触，并顺利阻隔管道与腐蚀性物质之间的接触，从根本层面入手对腐蚀问题发生的可能性予以全面规避。最后，在石油天然气管道工程作业的实施过程中，需要从运输管道等层面入手，将一定量的铬元素放置于运输管道中，使金属物质在受到二氧化碳腐蚀作用时，能够在铬元素的作用下，使整体腐蚀效率得以减缓。另外，还可以采用添加乙二醇等物质的方式，保障乙二醇用量的合理性，使其能够发挥出自身的优势和效用，对管道内部所形成的水合物加以抑制，通过阻止水合物的形成，减缓了管道的腐蚀速度。

（4）缓蚀防腐技术。在使用缓蚀剂的过程中，能够结合管道内部的腐蚀反应情况进行抑制，发挥出了缓蚀剂的优良性能，提高管道的防腐能力。不仅如此，在使用缓蚀防腐技术的过程中，通常需要结合石油天然气管道工程的实际情况，从管道区域的内部情况入手，为缓蚀剂的放置提供充足的空间支持，保障缓蚀剂用量的适宜性。除此之外，不同类型的管道工程，可以通过使用缓蚀防腐技术，实现对管道腐蚀问题的全面规避，延长管道工程的使用周期。在合理使用缓蚀防腐技术时，能够为石油天然气管道工程作业的开展提供助力支持，发挥出防腐技术的优势和效用。

例如：在中原油田中，缓蚀剂的适应性及合理的加药方案，使区块油井腐蚀得到有效控制。缓蚀剂使用前，依据油气田的实际工况环境，进行适应性评价，确定合适加药浓度、工艺，制定出科学加药方案。缓蚀剂预膜非常重要，定期做好预膜，可以优化缓蚀剂使用效果。油井作业后，先进行预膜处理，再正常加药，在连续加药井后，必须进行预膜。

4.石油天然气管道工程中关键防腐技术的发展趋势

现阶段在石油天然气管道工程项目的发展过程中，为关键防腐技术的进步与发展提供了广泛的空间支持，需要积极的引进先进性和科学化的防腐技术，对石油天然气管道予以妥善处理。若防腐技术在使用阶段出现问题，或者直接失去了原有的效用时，那么则会导致管道的防腐措施不具备实效性。对于现阶段的防腐技术予以分析可以看出，通常是以处理化学腐蚀和电化学腐蚀等问题为主，在生物腐蚀的问题处理过程中，无法获得较为明显的效果。在通常情况下，只能采取相应的干预手段，对生物和管道之间的直接接触予以干预，所以无法优化最终的防防腐蚀效果[6]。

为此，在石油天然气管道防腐技术的发展过程中，还需要对相关防腐材料的性能和优势予以深入研究，在全面分析的基础上，将防腐材料作为关键防腐技术研究项目中的重点内容，为此类项目的开展提供技术支持，促进石油天然气管道工程的规模化发展。在石油天然气管道工程施工作业中，需要加大对防护措施的开发力度，对防腐环境予以全面改善，提高管道的防腐蚀水平。石油天然气管道工程，具有长远化和长期性的特点，需要在开展防腐施工作业的基础上，满足石油天然气管道工程的高效化发展趋势，提高防腐技术的应用水平，实现对腐蚀问题的全面规避。采取有效防腐处理措施，在石油天然气管道的使用过程中，加大对管道施工作业的控制力度，发挥出防腐干预措施的实际效用。

5.结束语

在石油天然气管道工程的发展过程中，需要采取有效防腐处理措施，避免对石油、天然气等资源的运输造成不良影响，在减少腐蚀干扰的情况下，提高石油天然气管道工程的稳定性。在关键腐蚀技术的发展过程中，将其应用于石油天然气管道工程项目中，从而营造安全、稳定的石油天然气运输环境，不仅可以提高石油天然气管道工程的运输效率，还可以在规避腐蚀问题的情况下，促进经济水平的提升。