油氣管道的化學(xué)腐蝕機(jī)理及防腐措施分析

雷靜瑤

摘 要：油氣管道運(yùn)行中，隨著時(shí)間的推移經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)腐蝕情況，不但會(huì)影響管道的正常使用，甚至造成經(jīng)濟(jì)損失和事故，需要通過(guò)檢測(cè)來(lái)維護(hù)。論文介紹油氣管道的化學(xué)腐蝕機(jī)理及相關(guān)防腐措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：油氣管道;化學(xué)腐蝕機(jī)理;防腐措施

對(duì)于油氣安全生產(chǎn)問(wèn)題而言，管道腐蝕的隱患時(shí)有發(fā)生，同時(shí)，輸送介質(zhì)大多都為容易爆炸的油氣，倘若管道出現(xiàn)被腐蝕穿孔的情況，油氣會(huì)泄露到地面，若與火源接觸，火災(zāi)、爆炸就會(huì)發(fā)生。此外，油氣管道的危險(xiǎn)性也較大，如若發(fā)生穿孔，會(huì)對(duì)人們與周圍物品造成嚴(yán)重傷害，此類現(xiàn)象應(yīng)受到管理人員的高度重視。

1 油氣管道的化學(xué)腐蝕機(jī)理

1.1 化學(xué)腐蝕

油氣管道的化學(xué)腐蝕是由于金屬物質(zhì)和非電解材料產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞，該種腐蝕為純氧化反應(yīng)，在反應(yīng)的過(guò)程中沒(méi)有形成電流。管道的化學(xué)腐蝕又可分為氣體腐蝕及非電解質(zhì)腐蝕。氣體腐蝕是指金屬物質(zhì)直接暴露在空氣當(dāng)中，和空氣中的氧氣、硫化氫和二氧化硫等接觸，在金屬材料的表層形成氧化物以及化合物。如果溫度較高，形成的金屬氧化膜速率會(huì)比較快，還會(huì)伴隨著脫碳現(xiàn)象，如果空氣中的水分比較充足，氣體的腐蝕速率會(huì)進(jìn)一步加快。非電解質(zhì)腐蝕是指在油氣物質(zhì)中含有硫化氫、二氧化硫和二氧化碳等對(duì)管道造成腐蝕的成分，如果含有水分時(shí)，該類氣體物質(zhì)會(huì)溶解在水中，對(duì)油氣管道的內(nèi)壁造成腐蝕。

1.2 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是對(duì)油氣管道造成腐蝕的主要因素，與化學(xué)腐蝕的區(qū)別在于該類腐蝕進(jìn)行時(shí)會(huì)形成原電池，產(chǎn)生電流。由于油氣管道是鋼鐵材料制造的，具有鐵元素以及其他物質(zhì)，由于電位的不同，由于二氧化碳、二氧化硫和氯化鈉溶解在水分中，會(huì)生成濃度有差別的電解質(zhì)溶液，油氣管道和電解質(zhì)溶液在進(jìn)行接觸的過(guò)程中，會(huì)生成原電池，從而引起電化學(xué)腐蝕。鐵物質(zhì)作為陽(yáng)極，其他雜質(zhì)作為電池的陰極，如果溶液的酸性較大，在陽(yáng)極：Fe=Fe2++2e，F(xiàn)e2++2OH=Fe（OH）2。而在陰極：2H++2e= H2↑。之后氫氧化亞鐵就會(huì)形成還原反應(yīng)而生成氫氧化鐵，再經(jīng)過(guò)脫水之后就會(huì)形成三氧化二鐵，氫氧化鐵和三氧化二鐵為紅色鐵銹的主要成分。如果酸性條件較弱或者呈現(xiàn)出中性時(shí)，在陽(yáng)極：2Fe=2Fe2++4e，陰極：O2+2H2O+4e=4OH-，從上式中可以看出，在電解質(zhì)溶液當(dāng)中，由于氫離子物質(zhì)的存在會(huì)導(dǎo)致油氣管道的腐蝕，如果內(nèi)部含有氧氣也會(huì)引起管道的腐蝕反應(yīng)。

2 油氣管道的防腐措施

2.1 形成保護(hù)層

油氣管道的表面需要充分地運(yùn)用各種保護(hù)層進(jìn)行覆蓋，使各種腐蝕介質(zhì)與管道不再接觸，這是防止腐蝕的最有效途徑。當(dāng)管道上被涂抹防腐材料后，固化作用后會(huì)變?yōu)榉栏ぃc金屬層高效的連接在一起，不會(huì)與周圍環(huán)境中的各種元素接觸，化學(xué)反應(yīng)便不會(huì)發(fā)生，金屬腐蝕的概率大幅度下降。非金屬涂層也是重要的保護(hù)層，將各種防腐涂料噴涂在金屬的表面，不僅能夠起到防腐蝕的功效，而且美觀性較好，金屬保護(hù)層手段是將兩種金屬保護(hù)層相互交叉的一種方法，將油氣管道變成金屬鍍層。

2.2 內(nèi)部防腐技術(shù)

2.2.1 內(nèi)涂鍍層技術(shù)

在管道內(nèi)壁均勻的噴涂一層惰性金屬漆，原理與管道外部的防腐漆類似。在內(nèi)涂鍍層防腐時(shí)，需要掌握以下技術(shù)要點(diǎn)：首先，要做好管道內(nèi)壁清潔工作，包括內(nèi)壁上的灰塵、油污以及鐵銹等，必須要提前處理干凈，并保證內(nèi)壁干燥。這樣才能保證噴涂的防腐鍍層能夠與管道內(nèi)壁完全貼合，延長(zhǎng)鍍層使用壽命。其次，要保證鍍層均勻、光滑，降低油氣運(yùn)輸時(shí)管道內(nèi)壁與油氣產(chǎn)生的摩擦，不僅可以優(yōu)化防腐效果，而且保障了油氣儲(chǔ)運(yùn)的安全。

2.2.2 襯里技術(shù)

使用一些非金屬材料，粘附到油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的內(nèi)壁上，形成一個(gè)高強(qiáng)度的內(nèi)襯層，達(dá)到防止管道內(nèi)壁腐蝕的目的。與內(nèi)涂鍍層相比，襯里技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可供選擇的內(nèi)襯材料更多，常用的有聚氯乙烯塑料材料、玻璃鋼材料等。不同襯里技術(shù)的施工方法和適用情況有較大差異，例如聚氯乙烯塑料除了能夠達(dá)到防止腐蝕外，還有較好的絕緣性能和耐磨性能;玻璃鋼具有光滑、易清洗的優(yōu)點(diǎn)。

2.2.3 內(nèi)壁修復(fù)防腐

為了有效避免在油氣物質(zhì)輸送時(shí)造成的管道內(nèi)壁腐蝕破壞，可以利用防腐涂料涂抹、緩蝕劑防腐和復(fù)合管道防腐等辦法。緩蝕劑可以起到有效改善管道表面腐蝕，減緩表面腐蝕的速度，可以降低管道內(nèi)部的腐蝕程度。采用復(fù)合管道防腐的辦法是用來(lái)對(duì)金屬材質(zhì)的管道腐蝕速度進(jìn)行有效的控制，經(jīng)常應(yīng)用的復(fù)合管道為玻璃鋼內(nèi)襯復(fù)合管、雙金屬?gòu)?fù)合管和陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管等，因其具備很好的防腐蝕特性，可以在不同的油氣介質(zhì)輸送條件下進(jìn)行腐蝕保護(hù)。

2.3 電化學(xué)保護(hù)法

犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法指在油氣管道上涂抹一種電位更低的金屬或者合金，從而會(huì)形成嶄新的防腐蝕電池，它將會(huì)變成一個(gè)良好的腐蝕電極，電流需求量較小的裸管與涂層管道的外露部位都能夠形成良好的陰級(jí)保護(hù)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，引起油氣管道腐蝕的機(jī)理主要有化學(xué)、電化學(xué)腐蝕。對(duì)于管道的內(nèi)腐蝕檢測(cè)多采用超聲波檢測(cè)方法，而外腐蝕檢測(cè)可以采用管內(nèi)電流和管地電位進(jìn)行測(cè)量的方法。針對(duì)不同的油氣管道腐蝕原因，應(yīng)該采取有針對(duì)性的防腐蝕措施，可以采用陰極保護(hù)、防腐涂層和更換管道材質(zhì)的方法。

參考文獻(xiàn)：

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