埋地環(huán)境下輸油管道電化學(xué)腐蝕規(guī)律研究

緱穎麗(長慶油田第一采油廠，陜西 延安 716000）

埋地環(huán)境下輸油管道電化學(xué)腐蝕規(guī)律研究

緱穎麗(長慶油田第一采油廠，陜西 延安 716000）

本論文通過對管道外壁腐蝕產(chǎn)物成分、腐蝕狀況、腐蝕特征的分析，得出了埋地輸油管線的腐蝕機理和規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)：管線鋼的腐蝕程度與土壤含水及氧含量具有重要關(guān)系；電極在不同水土比的土壤介質(zhì)中，反應(yīng)初期的自腐蝕速度快，隨著反應(yīng)進行，逐漸趨于穩(wěn)定。研究成果為下步管線腐蝕預(yù)防提供了有力支撐，具有一定的推廣價值。

輸油管線；電化學(xué)；腐蝕行為；土壤

埋地輸油管線多數(shù)以鋼管為主，土壤作為電解質(zhì)，鋼管在埋地情況下必然發(fā)生電化學(xué)行為，導(dǎo)致鋼管受到腐蝕。原油外輸管道普遍采用“涂層防護為主，陰極保護為輔”的聯(lián)合保護方法，隨著運行時間的延長，腐蝕現(xiàn)象不斷出現(xiàn)。在這種背景下，開展了埋地輸油管道腐蝕規(guī)律研究，以期為有效防止管道腐蝕提供參考。

1 含水量對電極自腐蝕電位的影響

隨著實驗時間的延長，室溫下三種不同濃度的土壤溶液中，鋼材的自腐蝕電位也發(fā)生了不同變化，不同含水量的土壤電極的自腐蝕電位隨呈現(xiàn)出如下特點：

1.1 自腐蝕電位受水土比高低（含水量大小）影響較大

水土比越大（含水量越高），自腐蝕電位越低，這主要是由于水土比較低時，土壤中的水含水量較低，較多的孔隙使氧在其中可以順利運移，因此，土壤中的氧含量便較高，所以自腐蝕電位較高。反之，當(dāng)含水量變高，即水土比提高時，土壤中的孔隙被水填充，增大了氧的運移阻力，減少了氧含量，使得自腐蝕電位降低。

1.2 電極在不同水土比（含水量）的土壤介質(zhì)中，反應(yīng)初期的自腐蝕速度快

在反應(yīng)初期，自腐蝕電位波動較大，隨著反應(yīng)時間的推移，自腐蝕電位變化變緩、趨于平穩(wěn)。這是因為反應(yīng)初期，鋼材表面無覆蓋物，反應(yīng)面積較大，反應(yīng)速度較快。在反應(yīng)一段時間后，反應(yīng)產(chǎn)物覆蓋在試樣上，減弱了反應(yīng)速度，使得自腐蝕電位曲線變緩，隨著反應(yīng)的進行，逐漸達到動態(tài)平衡，因此，自腐蝕電位曲線趨于平穩(wěn)，只在小范圍內(nèi)動態(tài)變化。從變化曲線看，自腐蝕電位均呈現(xiàn)先降后升的現(xiàn)象，30d后趨于平穩(wěn)，可見，反應(yīng)初期較為強烈，30d可達到動態(tài)平衡[2]。

1.3 管道鋼在土壤溶液中的腐蝕規(guī)律

在不同的水土比條件下，極化曲線陽極區(qū)域呈現(xiàn)明顯不同，在水土比為20%時，管道鋼在土壤中的腐蝕以Fe的氧化為主。這主要是由于在水土比20%的土壤介質(zhì)中，氧含量相對較高，使得電極表面部分鈍化，加上部分反映產(chǎn)物覆蓋在電極表面，增加了電極的致密性，金屬電子運移阻力增大，受濃差極化控制，陽極極化率升高，腐蝕速率因此降低。

當(dāng)水土比升高時，氧在土壤中的運移阻力增大，腐蝕過程變?yōu)榛罨瘶O化控制，使管道鋼腐蝕加速，程度加劇。隨著時間的延長，陽極腐蝕產(chǎn)物變多，陽極極化率增加，陽極濃差極化明顯。

2 結(jié)語

①自腐蝕電位受水土比高低（含水量大小）影響較大，水土比也高，自腐蝕電位低。②電極在不同水土比（含水量）的土壤介質(zhì)中，反應(yīng)初期的自腐蝕速度快，隨著反應(yīng)進行，逐漸趨于穩(wěn)定。③當(dāng)水土比升高時，腐蝕過程變?yōu)榛罨瘶O化控制，使管道鋼腐蝕加速，程度加劇，隨著時間的延長，陽極腐蝕產(chǎn)物變多，陽極極化率增加，陽極濃差極化明顯。

[1]梁亞寧,孟慶武,畢鳳琴.大口徑輸油管道腐蝕及防腐層失效分析[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2010;10（32）:8038-8041.

[2]楊林.蘇嵯輸油管道生產(chǎn)運行方案優(yōu)化[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2011；11(24):5938-5945.

Electrochemical corrosion behavior study of buried pipeline

The article studied corrosion behavior of LengHu—Ge Er mu buried pipeline with electrochemical methods,and cor?rosion mechanism and rules of buried pipelines was made by ana?lysing pipe wall corrosion product composition,corrosion status, corrosion characteristics.The study found that:the extent of pipe?line corrosion had important relationship with soil moisture and oxygen content;electrodes in soil medium with different water and soil over,the corrosion rate was fast in initial reaction stage,than that became gradually stabilized as the reaction proceeded.The re?search provided strong support for next step of pipeline corrosion prevention,which had some promotional value.

pipeline;electrochemical;corrosion behavior;soil