油氣管道腐蝕的因素分析與防腐對策探討

吳豫江

摘 要 由于石油和天然氣的本身特點和管道運輸運距長、壓力大等特點，這對油氣儲管道的防腐工作提出了很高的要求。油氣管道防腐工作是保證管道的安全運行的一項重要手段，介紹了油氣管道儲運特點及腐蝕的危害，分析了影響埋地管道被腐蝕的因素，闡述了埋地管道的防腐對策。

關鍵詞 油氣管道 腐蝕 因素分析 防腐對策

1油氣管道儲運特點及腐蝕的危害

1.1管道運輸油氣的特點

在我國，管道儲運油氣是使用范圍比較廣、效果比較好的一種油氣運輸方式。這種油氣儲運方式的特點為運距長、管徑大、壓力高，對運輸過程中管道的安全性要求非常高。

1.2油氣本身的危險性

石油和天然氣是管道儲運的主要介質，這兩者均屬于重點監管危險化學品，是易燃易爆物質。在GB50183—2004《石油天然氣工程設計防火規范》的火災危害分類中，天然氣屬于甲B類。一旦在儲運過程中泄漏，遇到火源非常容易發生火災爆炸事故。除了具有易燃易爆特性外，石油和成品油也具有易揮發的特點。泄露的油蒸汽在管道通過區域彌漫、擴散，或者達到一定數量后在低洼處聚集，將非常容易引發燃燒和爆炸。

其次，油品蒸汽具有很強的毒副作用，一旦通過呼吸道進入人體，會給人的身體健康帶來極大的威脅。另外，油品本身具有遇熱膨脹性和靜電荷聚集性，這也容易埋下安全隱患。

1.3油氣泄露會造成極大的資源浪費

石油和天然氣都是不可再生資源。在儲運過程中，一旦由于管道腐蝕造成油氣泄露，尤其是在運輸過程中的泄露，由于管線長、運距長，埋藏深等原因不易發現，泄露后又不易回收，容易造成較大的資源浪費。同時，一般管線因埋藏在地面以下，一旦泄露會給土地和水資源帶來較大的污染，甚至會影響部分地區的飲用水安全，給人民的身體健康帶來威脅。

2影響埋地管道被腐蝕的因素分析

2.1由于管道采用的是鋼制材料且其制造工藝也會產生相應的影響

采用鋼材作為管道的材質，這就為管道腐蝕的發生提供了可能。鋼材的組分是各類金屬，金屬在濕度和溫度一定的環境中很容易發生腐蝕的情況。而對于鋼管的制作工藝來說采用的是微晶結構，微晶結構本身的特質對鋼管在制作過程中的要求很高，如果存在某些表面的缺陷，那么存在缺陷的部分就會發生腐蝕開裂的情況。所以說鋼管的制作材料以及制造工藝都會使鋼管受到不同程度的腐蝕破壞。

2.2管道被埋于地下其所處環境使發生腐蝕成為可能

對于埋地管道而言，其所處的環境使其不可避免地會受到腐蝕，而對管道產生腐蝕的除了土壤這一因素以外，還存在有細菌和雜散電流等因素。

土壤是膠質體，包含有固相、液相和氣相三種形式，它的空隙被水和空氣填充滿。土壤腐蝕的產生是由于土壤在水的作用下產生了離子導電性—；—；金屬材質的電化學特質具有不均勻性，土壤的物理化學性質也具有不均勻性，于是構成了土壤腐蝕的條件。

細菌通過參與電極反應，使鐵和可溶硫酸鹽轉化氫發生反應，這類反應一般都在缺氧的土壤中發生，所以細菌腐蝕就主要發生在缺氧的土壤中。

對金屬管道具有腐蝕破壞的作用的另一類物質就是雜散電流，其腐蝕作用主要包括有交流雜散電流和直流雜散電流兩種電流腐蝕作用。其中直流雜散電流腐蝕跟電解腐蝕具有相同的腐蝕原理；那么交流雜散電流又是怎么產生腐蝕作用的呢？對于交流雜散電流而言，二次感應交流電的相互疊加產生電化學電池，該電池附著在管道上，這類電池對管道的腐蝕性雖然不大，但是集中腐蝕的性能相對比較強，也是需要防患的一種腐蝕方式。

2.3管道的腐蝕防護效果做的不夠好

埋地管道一般采用陰極保護和防腐蝕覆蓋層的雙重防護措施，以此來對埋地管道可能遭受的腐蝕破壞進行防護。在使用防腐蝕覆蓋層的方法時，最主要的是對現場環境腐蝕的抵御，一旦受現場環境的影響而使覆蓋層與鋼管發生剝離，如果不及時調整相關參數，則會形成腐蝕死區并且使死區范圍擴大，要想防止管道腐蝕，必須要做好防護效果，這樣才能更好地達到防護的要求。

2.4管道的應力水平不同，對于外界影響的抵抗能力自然不同

在管道的操作運行過程中，輸送壓力和壓力波動會對管道產生影響，應力腐蝕也就由此產生。應力腐蝕產生的機理是過高壓力對管壁造成過大使用應力，進而促使管壁裂紋的產生，而裂紋又會在應力的影響下不斷擴展，這樣的循環使得管壁從開裂繼而出現被腐蝕的現象。不同應力水平的管道對于應力的抵抗力自然不同，抵抗力強的，在一般情況下出現裂紋的情況比較少，可在一定程度上抵抗應力腐蝕的作用。

3埋地管道的防腐對策

3.1涂層保護

涂層保護是通過在埋地管道上應用相應涂層，進而在一定程度上防止管道發生腐蝕的一種方法，有各種各樣的防腐蝕涂層，而國內使用最多的是煤焦油瓷漆涂層，PE二層結構涂層，PE三層結構涂層，熔結環氧粉末（FBE）和雙層熔結環氧粉末（雙層FBE）涂層等。

3.2加大全程管理力度

油氣儲運設施建設前期，嚴格執行安全設計審查。國家安全生產監督管理總局的規定，油氣儲運工程在設計階段，必須通過政府安監部門的安全設施設計審查，以查找設計中存在的不安全因素，落實安全對策措施，提高油氣管道工程的本質安全。其次，加大施工過程中的安全監控力度，確保安全設施與主體工程同時施工和使用。最后，在工程竣工驗收時，仍要組織安全、環保、職業衛生設施等方面的驗收。

3.3做好電化學保護

在電化學保護的防腐措施中，所謂陽極保護就是通過添加氧化劑或者使用外加電源進行極化，使被保護的金屬處于一種穩定的鈍性狀態，以此來達到防護目的；而陰極保護則是通過將金屬表面陰極極化，通過這樣的方法使金屬變成電位均一的陰極，通過該陰極與其他構成電化學腐蝕電池，由此來對管道進行腐蝕防護，通常都是通過外加電流或者犧牲陽極的方法來實現。

3.4雜散電流排放保護

對于和近距離的高壓輸電線路平行的管道來說，無論是交流電還是直流電都會對其產生影響，而這一類影響會加劇管道的腐蝕。這個時候就需要采用排流的方式對管道進行保護，采用不同派劉方式要以被干擾管道陽極區是否有正負極性交變為依據，若是不變，則采用的是直流排流的方式，如果產生交變則采用極性排流的方式，強制排流的方式在較為復雜的情況中使用。

參考文獻

[1] 趙宇等.石油天然氣油氣管道路由選擇線規劃標準與原則探討[J].石油規劃設計，2011（03）.