淺談埋地金屬管道腐蝕與防護

金兆波　林輝

摘 要 伴隨著現代城市化及工業化的高速發展，我國管網和管道腐蝕愈加復雜及多樣，不同用途、不同地質以及不同鋪設的管道腐蝕及防護方式也不一樣。近年來管道腐蝕、老化問題越來越嚴重，不僅造成經濟損失也限制了發展進度，不符合我國社會建設發展的要求，故而管道腐蝕及防護研究愈加受到現代化社會建設的重視。本文主要以油氣管道的腐蝕及防護措施為主，針對不同地質條件對管道腐蝕的機理及影響，探究如何降低管道的事故發生概率，確保管道的安全、穩固及長期運行，為我國社會發展建設提供優質的資源運輸。

關鍵詞 地質條件 管道腐蝕 防護 研究

中圖分類號：TU851 文獻標識碼：A

0引言

管道運輸是諸多資源輸送的主要形式，我國西氣東輸，一帶一路戰略等等都是通過管道運輸資源，所以保證管道的安全性尤為重要。管道是鋪設在低下的，所以在輸送資源過程中會受到介質、土壤、地下水以及雜散電流等的腐蝕，導致管壁變薄，嚴重的會導致穿孔泄露發生管道事故，造成經濟損失、安全事故及環境污染，每年管道腐蝕造成的環境污染數值也是不可忽視的。所以近年來管道的腐蝕以及防護措施研究發展迅速，不同的運輸管道腐蝕機理以及防護措施不一樣，本文主要是針對地質條件的影響，探討如何進行管道防護，提高管道的使用壽命及安全性，減少經濟算是和資源泄露。

1管道的腐蝕

管道腐蝕的因素有很多，例如輸水管主要是水體中腐蝕成分引起的腐蝕，或是局部雜散電流——管道內表面屬性會形成電極從而產生電化學腐蝕，以上兩者是城市供水管道腐蝕的主要基體。實際上影響管道腐蝕的要素更多，例如運輸介質中的溶解氧、CO2 、硫酸鹽、氯化物、殘留消毒劑或是運輸介質本身，都會加快管道腐蝕，運輸介質流速也一樣。但對于油氣管道而言，管道腐蝕主要是以下四點：

1.1材質

管道的材質不同，管道的耐腐蝕性、抗拉強度以及屈服強度都不一樣，不同的油井以及油類對管道材質的要求不一樣。多數材質中都含有鉻、鉬兩類元素，鉻元素用于增加鈍化膜的穩定性，鉬元素則是加強對Cl - 的抵抗強度，故而在材質選擇中除卻依據油井及油類以外，還要注重材質中鉻、鉬兩類元素的含量。

1.2介質

管道一般鋪設在地下，地下介質環境十分復雜，埋藏越深壓力就越大，溫度也就越高受到的腐蝕性介質流體也越多，尤其是在高溫、高含水以及高礦化度的環境中，管道的腐蝕程度就越高，尤其是與油井相連的油管，受到油井深度以及環境的影響，腐蝕破壞程度越高。

1.3磨損

磨損是主要是在管道鋪設時候的機械磨損，以及流體腐蝕磨損兩類，前者主要是抽油桿和油管之間的機械磨損，主要影響因素是井身結構、油層結蠟以及載荷變化，后者則是由于抽油桿與油管之間的偏磨使得產出液中腐蝕性物質增多，還會由于磨損表面出現電化學腐蝕，會使材料表面局部變形或是脫落，從而導致流體泄露。

1.4防護層破損

管道在鋪設中考慮到防護所以在內壁及外幣施加防護層，從而提高管道運輸的穩定性，加強管道的抗磨損度。但這樣的防護不能長久，管道使用時間越長，外幣防護層就容易破損脫落，這就會使的外界物質直接侵蝕外幣，尤其是土壤本身就是有氣液固組成的復雜環境，還有各種各樣的離子，一旦防護層或是涂層缺陷，管道與大地接觸就會形成電化學結構，原電池原理就會使得管道發生電化學腐蝕，不同的土壤環境中的離子濃度、壓力不一樣，所以既可能發生電偶腐蝕，也會因為雜散電流形成電流回路，介質若是電解質就很有很容易發生事故。

2管道的防護措施

2.1采用抗腐蝕材料制作管道

在管道鋪設前需要根據管道運輸介質以及地質環境，選擇優良的材質材料，針對管道環境中的腐蝕介質選擇管材，再者對管材進行腐蝕試驗，確定管材是否適合運輸介質以及使用壽命長短，從而制定出管道更換周期以及鋪設規劃。管材的選用一般是采用不銹鋼、耐腐蝕合金以及有色金屬這三類，目前國家主要是選擇高鉻鐵素不銹鋼、鐵-鎳耐蝕合金、鋅、鎂、鎳具有強耐腐蝕的材料。

2.2涂層

對于埋藏在低下的管道而言，涂層保護是必要的防護措施，以抵抗土壤中的腐蝕介質，起到隔離管道表面與土壤的作用。涂層材質在選擇中需要考慮三個方面，持久性、絕緣性以及堅固性，能夠不受土壤中離子及散亂電流的作用，長期間工作以抗擊微生物腐蝕，并隔絕電流回路。涂層防護層需要緊密以及堅固，鋪設中不能夠損害。

2.3管線敷設質量

人工檢測是管線敷設質量的主要檢測方式，檢查的內容是是否出現剝離、規格以及表面特征。確保防腐層良好、材質規格達標以及中間部位是否翻新的管道用于管線敷設，降低管線質量出現問題，導致管道工作年限不達標導致經濟損失。

2.4陰極保護

由于多數腐蝕都是由于電化學，所以根據電化學原理將管道變為陰極，就可以減少電化學的腐蝕作用。陰極保護是通過犧牲陽極法以及外加電流兩種實現的，犧牲陽極法是將比管道更加容易受到腐蝕的材質作為陽極，例如鎂合金等作為外涂材料，這樣既是產生電化學腐蝕那么管道也是陰極不會受到腐蝕，外加電流是將電源負極接在保護金屬上，電源正極與輔助陽極連在一起形成原電池裝置，通過電荷點位差可以起到保護管道的效果。比對其陽極犧牲法，外加電流可以更加合算，既不會對金屬造成消耗，也可以擴大管道的防護范圍，就是要保持外設電源的維護性及持續即可。

3結語

綜上所述，不同地質條件下的管道腐蝕機理以及防護措施，需要根據運輸介質以土壤環境，選定不同的防護方法，電化學腐蝕為主的管道，就需要通過外加電流及犧牲陽極法，介質腐蝕就需要加強涂層防護。

作者簡介：金兆波（1981.12-），男，漢族，黑龍江齊齊哈爾，碩士，技術工程師（初級），大慶市匯通建筑安裝工程有限公司，研究方向：機電工程，管道腐蝕與防護技術研究及管道腐蝕與防護設備與檢測的研究制造。

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