油田集輸管道腐蝕行為探討

李麗明 孫國軍 吳玉蘭 陳昊田

摘要：近年來，隨著社會經濟的飛速發展，石油和天然氣的開采量也在日益擴大，油田集輸管道的防腐蝕工作成為油田事業發展的關鍵。就目前我國油田生產過程來看，集輸管道的腐蝕情況還比較嚴重，因此正確認識產生管道腐蝕的原因并采取有效的對策現代至關重要。本文將對幼體集輸管道腐蝕的原因進行深入的分析，并在此基礎上提出防腐蝕對策。

關鍵詞：油田;集輸管道;腐蝕行為;研究

隨著我國石油及天然氣工業的不斷勘探和開發，硫化氫、氯離子以及硫酸根離子等腐蝕介質的出現，對集輸管道造成了嚴重的腐蝕。油田集輸管道的腐蝕不但給油田的正常生產和經營造成巨大的經濟損失，而且對生態環境和人類的身體健康造成了嚴重的影響。

1 油田集輸管道腐蝕的主要原因

在石油和天然氣的生產過程中，由于油田集輸管道是原油輸送最主要的裝置，因此提高其防腐蝕性能至關重要。目前來看，造成油田集輸管道腐蝕的原因很多，總結之，主要表現在以下方面：

第一，土壤和海水對集輸管道的腐蝕。由于土壤中含有大量的空氣和水分，因此便成了一個巨大的電解質導體，土壤中的空氣和水分與集輸管道之間就會形成電化學反應環境，進而導致二者之間發生電化學反應;由于土壤中含有大量的氧氣，因此就形成了氧濃差電池，從而加速了油田集輸管道的腐蝕;同時土壤的濕度與土質成分也會加速油田集輸管道的腐蝕。海水對集輸管道的腐蝕性也非常大。海水本身就是一種電解質溶液，可以與金屬管道的表面直接發生作用。由于集輸管道金屬表面不同部位具有很大的差異性，因此就會產生電極電位，從而使金屬管道與海水（電解質溶液）形成一條完整的電流回路，即腐蝕原電池。在這一腐蝕原電池的作用下，集輸管道金屬表面就會出現不同程度的腐蝕。隨著時間的推移，久而久之就會使集輸管道的腐蝕面越來越大、程度越來越深，最終斷裂，進而造成石油和天燃氣的泄露。

第二，污水的惡性循環，加速了管道腐蝕穿孔。以上原因造成了油田集輸管道的腐蝕，由于沒有也很難對此進行清理，因此集輸管道的腐蝕又導致凈化含油污水的水質不受到污染。當這種不合格的水二次注入地下時，就會形成一直惡性的循環，從而加速了集輸管道腐蝕穿孔，對油田正常的生產造成了嚴重的危害。為了能夠更清楚地說明這一問題，以下做了一個實驗：將已經被腐蝕的集輸管道做表面取樣，其規格為1cm×1cm×4mm。將該樣本打磨干凈后吹干，放入百分之四的硝酸酒精中，用掃描電子顯微鏡與激光掃描共焦顯微鏡來觀察集輸管道樣本表面的腐蝕形貌并測定腐蝕坑的深度，再利用離子色譜儀對腐蝕水液進行檢測，結果如下表（表1）：

通過表一可知，油田集輸管道取樣的內壁表面所產生的腐蝕產物主要成份是由硫化鐵，同時還有少量的四氧化三鐵和硫化亞鐵等物質。這表明，油田集輸管道內壁上的腐蝕原因主要是含氧與氯離子污水以及硫化氫等溶于水后，對集輸管道產生了腐蝕作用。

2 加強油田集輸管道保護的措施

針對以上問題，筆者認為可以采用以下方法加強對油田集輸管道保護：

2.1 改善管道自身質量，改良周圍環境

通過以上實驗可知，造成油田集輸管道腐蝕的主要原因在于提高其自身的防腐性能，改良其鋪設環境的質量。集輸管道材料鋪設前，要在滿足基本需求的基礎上著重考慮材料的抗腐蝕性能，同時可在管道的表面設置防護層或者采取保護措施。具體是：將三層聚乙烯、環氧涂層以及煤焦油瓷漆等涂噴在金屬管道的表面，使管道與外界隔離;對金屬管道進行氧化處理，從而在其表面形成一層氧化膜，也可防腐蝕;此外，還可以將另一種金屬鍍在集輸管道的表面即電鍍，這樣能有效防止管道受到腐蝕。同時還可以通過改良環境來降低腐蝕介質的濃度，比如控制透氣度、減少介質中的含氧量;控制環境的溫度、適度和透氣度或者噴施緩蝕劑。

2.2 化學保護法

可以在集輸管道上連接另一種電位更低的金屬或者合金，從而創造一個新的腐蝕電池。該方法主要是利用電極、電勢更低的金屬或者合金作為電池的陽極固定在集輸管道上，在電池的作用下只會腐蝕該種金屬或合金，作為陰極的集輸管道因而就收到了保護。這種方法主要適用于那些電流需求量非常小的裸管或者有涂層的管道外露部位;同時還可以使用強制電流保護法，該方法是將被保護的集輸管道與外加電源的負極相連接，通過外部電源控制來降低管道的腐蝕速率。該方法的優點在于可以提供較大的保護電流，對集輸管道的保護距離更長，而且便于控制電壓與電流、使用的范圍也更加的廣泛。

2.3 管內防腐蝕方法

集輸管道內涂層防腐技術是目前使用最廣的管內防腐蝕措施之一，其防腐蝕原理主要是在管道的內壁與腐蝕介質之間涂上一層隔離膜，從而能夠有效地減緩腐蝕速率。這種方法不但能夠有效地防止集輸管道內壁的腐蝕，節約大量的管材與維修費用，而且可以減少管道清理的次數，進而大大提高了油氣的輸送速率。

3 結語

總而言之，油田集輸管道保護事關重大，它不僅可能會因穿孔而引發油氣的泄露損失與維修帶來的人力、財力浪費，而且還可能引起嚴重的火災、爆炸，給生態環境以及人們的生命安全造成巨大的傷害。因此，我們一定要從實際出發，正確認識管道腐蝕的產生機理，通過不斷創新防腐新思路和新技術，進一步加強油田集輸管道的防腐管理。

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