油田埋地金属管道腐蚀及防腐措施

张庆国

（大庆油田工程建设有限公司国内工程事业部工程管理部，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

作为建筑工程中常见的施工材料，埋地金属管道在许多领域都有应用，无论是在给排水的工程建设中还是在油田的管道铺设中都是重要的组成部分。所以，解决管道在地下的防腐问题是管道应用中的重中之重，无论是铺设过程还是后期修护，做好防腐工作将会为整个工程取得事半功倍的效果。

1 油田埋地金属管道腐蚀的原因分析

1.1 电化学腐蚀

电解质的变化是造成电化学反应的关键因素，石油运输因为地域问题会面临各种各样的埋地环境，无论是在江河流域处还是在陆地进行铺设工作，只要管道表面的金属材质与水接触就会在管道表面形成一层含有电解质的水膜。在这些电解质中，氯离子最容易和管道的金属层发生电解质反应生成氢化物等具有腐蚀性的物质，从而破坏钢材的结构。

1.2 化学腐蚀

当外界具备反应条件的各种因素与管道发生电解质接触时，就产生了腐蚀现象。尤其是管道的金属层面长时间暴露在空气中时，空气中的二氧化硫和氧气等就会作为电解质与金属发生反应[1]。当温度升高，湿度增加时，反应会更加剧烈，腐蚀的速度也会加快。一旦出现脱碳问题，就说明管道已经遭到了严重的腐蚀，石油运输的质量和安全将难以得到保障。而且管道被破坏后，暴露出的管道内部材料与石油中的一些化学物质也会发生反应，加剧了钢材的腐蚀。

1.3 微生物腐蚀

所谓的微生物腐蚀就是管道的腐蚀现象是由像细菌、真菌这样的微生物引起的。埋在地下的管道由于常年与土壤接触，土壤中又含有大量的微生物，在适宜的条件下，这些微生物就会对管道产生腐蚀作用。举例来说，硫化细菌和氢离子在一定的反应条件下就会发生作用生成具有腐蚀性的硫化物，这就会对管道造成很大的危害。

2 埋地金属管道腐蚀防护措施

2.1 药剂防腐技术

杀菌剂的使用是管道防腐措施中一种经济成本低且效果优良的技术，无论是在管道内层还是在油井处进行喷涂都能起到防腐的作用，在套管内部存在SRB腐蚀的部分效果尤为明显，缓蚀剂的主要防腐原理是通过吸附反应和氧化反应在管道表面形成致密的氧化膜和吸附膜，在这两种反应的作用下可以有效地减缓管道金属腐蚀的速度，起到一定的管道保护作用[2]。同时，地下水中也含有许多酸性物质也会导致管道表面金属的腐蚀，比如硫化氢和二氧化碳等都会对管道发生酸性腐蚀。针对这一问题的解决，酸性介质的缓蚀剂应用会产生良好的抑制效果，从而避免钢材的腐蚀。

2.2 表面处理技术

做好基层金属的防腐工作是增强整个管道防腐作用的有效手段之一，除此之外，管道的基体是否与具有防腐作用的涂层完美黏结也是一个重要问题，对管道的金属层面做处理前一定要确保有较高的黏结度。而在增加管道的使用年限，提高防腐作用上，除锈质量的影响是远超于像施工环境条件、防腐涂料的厚度这些因素的影响的。经过多次的长期实验可以证明管道的金属层面做好的了除锈工作，使用的年限就会比普通的管道多三到五倍。因此，对于深度清理管道中或是容量表层的氧化皮是施工前的一项重要工程。

2.3 涂层处理技术

在管道外进行涂层可以有效地隔绝管道外壁的水分以及土壤，这一方法在管道的防腐工程中发挥着重要的作用。无论是石油沥青还是HPCC涂层，无论是3PE防腐还是熔结环氧粉末都是效果很好的防腐层。而聚乙烯涂层或者是环氧树脂涂层则常应用于管道的内涂层施工或用作衬里保护。具有三百摄氏度高温承受能力的热喷玻璃也能有效地将管道表面和类似于硫化氢一样的酸性气体隔绝开来。对于腐蚀较为严重的管道在返修过程中则可以使用环氧液体涂料，通过挤涂的手法进行处理。

2.4 阴极保护

牺牲阳极法和强制电流法都是常用的两种阴极保护手段，强制电流法主要应用于运输距离长，口径相对较大的金属管道，同时又应用牺牲阳极法来作为辅助防腐手段。电流的漏失是阴极保护法在应用过程中常出现的问题，为避免这一现象的发生可以将电绝缘设备分别安装在工艺站场的进、出位置，这样可以有效地防止雷击破坏管道的绝缘层以及防腐层[3]。锌接地电池在绝缘接头位置的安装也能有很好的辅助防腐作用，当遇到管道过河的情况时，锌合金的牺牲阳极保护法会有更明显的效果。

2.5 电化学防腐措施

阳极保护法的主要防腐原理是让管道的金属层面钝化，在这种状态下的金属管道才不易被腐蚀。阴极保护法的原理则是将管道的金属层面电位平均化，防腐电池则由其他部分来组成，对于管道建设来说这也是一种很好的防腐手段。牺牲阳极是现阶段许多地区铺设管道时会采用的防腐方法，其保护的原理就是牺牲阳极的阴极保护法，这种方法不仅适用于长距离的管道运输，在防腐效果上也会更加明显。在管道进口的地方安装电绝缘装置就会对阴极电流产生很好的保护作用。接地锌电池的安装能有效地避免因防腐涂层或是绝缘接头的地方出现电力故障而引起的安全问题。

2.6 日常管理措施

石油运输管道的金属防腐工程具有长期性和复杂性的特点，所以对于日常维护工作的管理一定不能松懈。在石油运输事业飞速发展的今天，人们对于工程建设中出现的安全问题的关注度越来越高，因此，在管道的铺设或维修过程中，施工人员都要对可能出现的石油泄漏问题能准确快速地识别，在预防上做好检查和维护工作，对铺设或维修的每段管道都要有详细切实的信息记录，定期展开管道检查和维护工作是为了使管道内的压力和容器的压力维持在一个相对稳定的阶段，从而保障石油管道运输的安全[4]。对于实地情况进行考察和分析后，制定有针对性的管理计划，提高施工人员和管理工作者的安全防护意识，加强责任观念，为整个石油运输工程的顺利开展提供可靠保证。

3 结语

目前环境保护成为人们越来越关注的一个重要问题，对于环境保护的相关技术提出了更高的要求，这也极大地促进了管道事业的发展，其中最为重要的就是管道的防腐问题，这是影响石油运输的关键因素之一。如果发生严重的石油泄漏问题，不仅会对环境造成巨大的污染还会对人的生活健康造成一定的危害。运输的物质中往往含有具一定腐蚀性的化学物质，在一定的环境条件下会与管道的金属层面发生反应，从而破坏管道的结构造成泄漏问题，给石油产业造成巨大经济损失的同时还污染了环境。因此，运输管道防腐工程的进一步研究和技术上的突破是相当重要的一项工作，只有解决好这个问题，石油事业才会稳定发展，环境保护才会得到一定的保障。