油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題分析

韋 微，陳國(guó)邕，吳 煒

（1.重慶能源職業(yè)學(xué)院，重慶 402247；2.重慶中石化渝輝油料有限公司，重慶 400026）

油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題分析

韋 微1，陳國(guó)邕1，吳 煒2

（1.重慶能源職業(yè)學(xué)院，重慶 402247；2.重慶中石化渝輝油料有限公司，重慶 400026）

隨著社會(huì)的發(fā)展，油氣的使用越來(lái)越廣泛，用量越來(lái)越大，儲(chǔ)存和運(yùn)輸成了油氣發(fā)展面臨的一個(gè)問(wèn)題。油氣儲(chǔ)運(yùn)水平直接影響人們的生活水平，油氣在運(yùn)輸過(guò)程中存在漏氣、漏油、腐蝕、火災(zāi)等隱患，管道腐蝕現(xiàn)象是最容易出現(xiàn)的隱患，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)給國(guó)家經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，并影響人們的生命財(cái)產(chǎn)安全及正常的生活。本論文主要探討了油氣在運(yùn)輸過(guò)程中腐蝕問(wèn)題出現(xiàn)的原因，以及防腐策略，為油氣運(yùn)輸提出建設(shè)性建議。

油氣運(yùn)輸；管道腐蝕；策略

西氣東輸戰(zhàn)略是我國(guó)對(duì)于能源均配，提高西部經(jīng)濟(jì)，為東部提供能源的基本策略。油氣儲(chǔ)運(yùn)工程是連接油氣生產(chǎn)、加工、分配以及銷售環(huán)節(jié)的紐帶，油氣從地下開(kāi)采出來(lái)，到加工，加工完成之后通過(guò)運(yùn)輸傳送給用戶，這些環(huán)節(jié)都要依靠?jī)?chǔ)存和輸送環(huán)節(jié)。輸送能力的高低直接影響國(guó)家能源安全，同時(shí)，影響用戶的使用。西氣東輸、南油北運(yùn)、跨國(guó)油氣管道等工程，都要使用管道運(yùn)輸，管道的抗腐蝕能力顯得尤其重要，所以，越來(lái)越多的人關(guān)注管道腐蝕的問(wèn)題。因?yàn)楣艿栏g是影響油氣運(yùn)輸安全最重要的潛在威脅，通過(guò)分析如何防護(hù)及提高管道抗腐蝕能力，是我們需要共同研究的問(wèn)題。

1 油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中管道被腐蝕的原因

對(duì)于管道腐蝕，我們要深刻探討其被腐蝕的原因，這樣才能保證油氣儲(chǔ)運(yùn)的安全。對(duì)于管道受腐蝕的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1.1 外界因素

我們都知道，管道的埋藏環(huán)境一般都比較惡劣，埋藏在土壤當(dāng)中，管道周圍的各種因素和介質(zhì)性質(zhì)都大不相同，這樣，就給管道的防腐工作帶來(lái)了很大的難度。影響管道腐蝕的因素主要有溫度、介質(zhì)的腐蝕性、介質(zhì)的物理性狀以及施工因素的影響等。因?yàn)榈赜虿煌寥纼?nèi)部包含的化學(xué)介質(zhì)和化學(xué)元素不同，不同管道段落的腐蝕效果也不一樣。［1］

另一個(gè)方面就是介質(zhì)的腐蝕性。土壤中含有大量的微量元素，其中不乏酸性介質(zhì)和堿性介質(zhì)，不同地域，土壤內(nèi)部的元素也大不相同，這些腐蝕性介質(zhì)的存在是管道腐蝕的另一個(gè)重要原因。對(duì)于評(píng)定管道腐蝕性高低的標(biāo)準(zhǔn)很難界定，就目前而言，我們對(duì)于土壤腐蝕程度高低的評(píng)判主要從兩個(gè)方面進(jìn)行，第一個(gè)就是依靠土壤的電阻把土壤的腐蝕性分為強(qiáng)、中、弱三個(gè)級(jí)別。另外一種評(píng)定辦法是根據(jù)土壤的電阻率、土質(zhì)、含水量和酸堿度等因素把土壤腐蝕能力評(píng)判為強(qiáng)、中、弱、不腐蝕四個(gè)級(jí)別。［2］所以，土壤介質(zhì)的不同，直接影響管道被腐蝕程度的高低。土壤中水分的含量和地下水位的變化也是影響腐蝕程度的重要因素，水分中往往含有氧化物質(zhì)，大大影響了管道表面的質(zhì)量。

1.2 油氣的性質(zhì)

不同的油氣性質(zhì)對(duì)管道的影響也是不同的，對(duì)于油氣來(lái)說(shuō)，都含有很大的氧化性，就像硫化氫，對(duì)于管道的腐蝕程度較高。同時(shí)，像二氧化碳等氣體在液體中有很大的酸性，酸性的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致很多電化學(xué)反應(yīng)，使得管道金屬材料出現(xiàn)晶格破壞的現(xiàn)象，致使管道表面的保護(hù)層破壞，管道材料失去了保護(hù)，腐蝕程度會(huì)越來(lái)越深。這些油氣的不同性質(zhì)極大地破壞了管道內(nèi)表面質(zhì)量，加劇了腐蝕。［3］

1.3 防腐措施不當(dāng)

對(duì)于很多被腐蝕管道的研究發(fā)現(xiàn)，很多管道的腐蝕很大程度上是因?yàn)榉栏瘜邮У脑颉７栏瘜邮峭ㄟ^(guò)物理方法與管道融為一體，但在輸送油氣的過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使得防腐層與管道內(nèi)側(cè)脫離，這樣就會(huì)導(dǎo)致油氣直接與管道金屬接觸，很大程度上腐蝕了管道金屬，使得防腐層失去了它應(yīng)有的效果。同時(shí)，防腐層在長(zhǎng)久的使用情況下，也會(huì)出現(xiàn)穿孔、劈裂的情況，這樣也會(huì)導(dǎo)致腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

2 油氣儲(chǔ)運(yùn)中管道防腐技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 管道防腐層技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)實(shí)踐表明，管道防腐的主要措施就是防腐層的添加。科技不斷進(jìn)步，防腐層的研究也越來(lái)越深入，我國(guó)對(duì)于管道防腐層的研究也取得了一定的成果，例如煤焦油瓷漆、三層聚乙烯以及熔結(jié)環(huán)氧等防腐層的投入使用，都大大提高了我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的防腐能力。在我國(guó)，很多管道都是使用了三層聚乙烯防腐材料，例如陜京線、西氣東輸管道等，很大程度上保護(hù)了管道的材料，提高了管道的使用壽命。雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層技術(shù)也大大應(yīng)用在冷晚管道的外部。［4］管道防腐層的應(yīng)用，一個(gè)就是如何讓防腐層與管道融合在一起，另一個(gè)就是如何讓防腐層更好的保護(hù)管道。

2.2 防腐層和陰極保護(hù)技術(shù)的配合使用

如何提高防腐層的防腐能力，同時(shí)，如何把防腐材料和管道材料很好地結(jié)合在一起，這些都是我們必須面對(duì)的問(wèn)題。通過(guò)多年的實(shí)踐表明，對(duì)于深埋在土壤中的防腐材料，能起到最好防護(hù)能力的措施是陰極保護(hù)和圖層防護(hù)相結(jié)合的防腐技術(shù)。這種方法大量的應(yīng)用在油氣運(yùn)輸管道中，并且取得了良好的效果，這種技術(shù)是與涂覆技術(shù)相結(jié)合的使用方法，對(duì)于陰極保護(hù)技術(shù)大體可以分為三種，第一個(gè)就是犧牲陽(yáng)極法，第二種是排流保護(hù)法，第三種就是附加電流法。陰極保護(hù)法是使用比較多的方法，這種方法主要是通過(guò)電化學(xué)腐蝕原理，是一種電化學(xué)效果十分顯著的保護(hù)技術(shù)。陰極保護(hù)法具有很好的保護(hù)作用，陰極所對(duì)應(yīng)電池的陽(yáng)極氧化反應(yīng)比較強(qiáng)烈，能夠很好地抑制被陰極保護(hù)的金屬的腐蝕速度。［5］

2.3 油氣管道內(nèi)部防腐技術(shù)

油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，管道腐蝕最厲害的就是管道內(nèi)部的腐蝕。因?yàn)橛蜌庵泻卸趸肌⒘蚧瘹涞雀鞣N腐蝕性介質(zhì)，含有酸性介質(zhì)，很多酸性物質(zhì)會(huì)破壞金屬晶體結(jié)構(gòu)，對(duì)管道的腐蝕程度很大，特別是在有積水的管道位置，還會(huì)出現(xiàn)管道破裂的現(xiàn)象。［6］加強(qiáng)管道內(nèi)部的防腐處理，是管道防腐的關(guān)鍵。對(duì)于各種存在的安全隱患，西南油氣田分公司研究開(kāi)發(fā)了一種新型的管道緩蝕劑，管道緩蝕劑的使用很大程度上降低了管道腐蝕的速度，該技術(shù)經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，具有很好的使用效果。就目前而言，GP-1型緩蝕劑在防腐處理上起到了很好的效果，這項(xiàng)技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較成熟，大量使用在油氣儲(chǔ)運(yùn)管道中，國(guó)際管道市場(chǎng)同樣也使用這項(xiàng)技術(shù)。

3 管道防腐工作應(yīng)該注意的問(wèn)題

3.1 管道材料的選擇

管道的鋪設(shè)是一個(gè)比較大的工程，管道鋪設(shè)完之后，很多都埋藏在土壤之中，一旦出現(xiàn)故障，很難修理，會(huì)造成人力、物力的損失。所以，管道材料必須選用優(yōu)質(zhì)的金屬材料，材料在選取時(shí)，要考慮其可焊接性的能力，因?yàn)楣艿冷佋O(shè)都比較長(zhǎng)，整個(gè)工程是通過(guò)一段段管道焊接而成。所以，對(duì)于焊接部位的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，保證焊接部位質(zhì)量的重要因素就是管道材料的選取。同時(shí)，材料還要選取強(qiáng)度、韌性優(yōu)良的材料，因?yàn)橛蜌膺\(yùn)輸過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，如果管道材料韌性和強(qiáng)度不夠，可能會(huì)出現(xiàn)爆破的情況。管道大部分都要埋藏在土壤之中，所以，管道材料要有很好的耐土壤腐蝕性。［7］不同區(qū)域其土壤元素含量不同，氣候不同，施工條件也不盡相同，所以，管道在鋪設(shè)過(guò)程中，要根據(jù)具體情況具體分析，合理選擇管道材料，避免因?yàn)榄h(huán)境因素導(dǎo)致管道腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 現(xiàn)存問(wèn)題的解決

就目前而言，我國(guó)管道防腐技術(shù)相對(duì)比較落后，最大的難題就是管道涂層的問(wèn)題，涂層價(jià)格普遍較高，但其質(zhì)量并不穩(wěn)定，這樣，在國(guó)際市場(chǎng)上并不能取得優(yōu)勢(shì)。所以，我們要加強(qiáng)在涂層領(lǐng)域的研究，增加科研經(jīng)費(fèi)，加大科研力度，研究出質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)格合適的涂層材料。在研發(fā)過(guò)程中，要嚴(yán)格控制質(zhì)量，提高材料性能，盡可能延長(zhǎng)油氣儲(chǔ)運(yùn)中運(yùn)輸管道的使用壽命，提高我國(guó)在油氣管道防腐策略中的競(jìng)爭(zhēng)力。［8］

4 總結(jié)

油氣運(yùn)輸關(guān)系到整個(gè)國(guó)民生產(chǎn)的穩(wěn)定，同時(shí)，關(guān)系到我們生活的穩(wěn)定性。油氣運(yùn)輸管道是油氣運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵，如何提高運(yùn)輸管道的使用性能以及使用壽命是我們共同的話題。影響管道壽命最主要的因素就是腐蝕問(wèn)題，提高管道抗腐蝕能力，是關(guān)系到管道使用壽命和使用安全性的關(guān)鍵，所以，我們要加強(qiáng)對(duì)于防腐涂層的研究，研發(fā)出質(zhì)量穩(wěn)定，使用壽命更長(zhǎng)，價(jià)格合適的管道防腐材料，這樣才能保證油氣儲(chǔ)運(yùn)長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全地進(jìn)行，保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。

［1］李 靖，劉愛(ài)迪，張應(yīng)來(lái).油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題研究［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014（6）:272.

［2］張志軍.淺析油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（16）:107.

［3］周良棟，孫建波.油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題分析［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（16）:110.

［4］沈乾坤.論油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012（9）:297.

［5］朱小林，張東焱.淺析油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題［J］.科技與企業(yè)，2015（3）:233.

［6］王朝陽(yáng)，劉學(xué)萍，馬青峰，馮云.探討油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題［J］.化工管理，2015（3）:162.

［7］張 旭，魏子昂.淺談?dòng)蜌鈨?chǔ)運(yùn)中管道的防腐問(wèn)題［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011（10）:296.

［8］高秋華.試析油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016（9）:57，59.

Analysis of pipeline corrosion protection in oil and gas storage and transportation

Wei Wei1，C?en Guoyong1，Wu Wei2
（1.C?ongqing energy Career Academy，C?ongqing 402247，C?ina； 2.C?ongqing Sinopec Yu Hui Oil Co.，Ltd.，C?ongqing 400026，C?ina）

Wit? t?e development of society，t?e use of oil and gas is more and more widely，t?e amount is more and more big，storage and transportation ?as become a problem faced by t?e development of oil and gas. Oil and gas storage and transportation influence t?e level of people's living standard directly，existing oil and gas leakage，leakage，corrosion，fire and ot?er ?azards in t?e process of transportation，pipeline corrosion p?enomenon is t?e most prone to problems，if t?ere is a problem，will bring losses to t?e national economy，and affect people's lives and property safety and normal life. T?is paper mainly discusses t?e reasons for t?e corrosion of oil and gas in t?e process of transport，as well as t?e anti-corrosion strategy for oil and gas transport put forward constructive suggestions.

oil and gas transportation； pipeline corrosion； strategy

韋微（1987— ），女，漢族，重慶南川人，本科，助教；研究方向：石油與天然氣工程。