輸油管線腐蝕檢測與防護

杜東雷 劉北霜

(1.吉林省正光安全科技有限公司，吉林 長春 130000；2.長春貞達市政工程有限公司，吉林 長春 130000)

0 引言

隨著我國經濟的增長、社會的進步，人們對于石油產品需求量上有所上升。石油的運輸主要是通過管道實現，管道運輸不僅兼具環保、經濟性，還能起到節能的效果。我國的輸油管道建設事業迅猛地發展，當下我國的輸油管道都是鋼制管道，但是鋼制管道腐蝕問題較為嚴重，管道發生腐蝕不僅會影響到管道的使用壽命，也會造成環境的污染，降低了油品的質量，腐蝕不僅會影響到油氣加工設備的正產運行，同時也會造成設備泄漏，引發火災等安全事故。為此，對于輸油管道的腐蝕和防護問題就要加大研究力度，延長管道的使用壽命，提升經濟效益。

1 輸油管線腐蝕類型及原因

1.1 內腐蝕及原因

如果管道的內壁有腐蝕發生，就會造成加大的危害。內腐蝕不僅會直接影響到天然氣和石油的質量，也會發生安全事故。由于腐蝕嚴重，管道的內部就會變薄，管道就會出現穿孔，此時天然氣和石油都會通過穿孔造成泄漏。其中造成管道內部腐蝕的有：

第一，由于天然氣、石油自身存在的成分會造成管道腐蝕。通常情況下，造成腐蝕性的化學物質主要有硫化氫和二氧化碳，同時水也是造成腐蝕的物質之一。天然氣和石油中都含有上述的物質。油氣中還有大量的水分，管道腐蝕的面積就會擴大，嚴重程度也加深。另外，油氣中水和硫化氫、二氧化碳物質都會出現化學反應，就會有大量的腐蝕性物質存在。腐蝕問題無法避免，智能通過有效的措施嚴控腐蝕程度。

第二，管道材料的質量不佳。現階段，我國的油氣管道都是鋼制管道，會受到因素的影響造成腐蝕，其中有土壤和地下水等方面。若使用質量存在問題的鋼材，就會造成腐蝕性加重。

1.2 外腐蝕及原因

目前，隨著經濟的增長，我國在石油和天然氣的需求量上不斷地擴大，我國的油氣資源由于分布不平均，過于分散，此時就需要大面積地鋪設油氣管道，擴大輸送管道的范圍，因為我國的幅員遼闊，地質和環境的不同都會給管道造成極大的影響。與此同時，管道長時間都是出于地下狀態，此時管線外部就會受到水資源和土壤的侵蝕，各種微生物也會給外管線造成影響，就會出現腐蝕性。管線暴露在土壤中，就會給管線造成外部的腐蝕。土壤中含有大量的微生物，同時分布也不均勻，還具有導電性和膠體性，若土壤中出現電化學反應，此時就會造成嚴重的腐蝕，另外，由于不同地區的土壤中含有的物質不一致，造的腐蝕程度也會增加。還有十分重要的一項就是電流也會造成管線的腐蝕，有漏電和意外的電流都會給管道的外壁造成腐蝕，和土壤腐蝕程度進行對比，電流的腐蝕性更強，范圍更廣。

1.3 電化學腐蝕

電化學腐蝕，主要是金屬以及外部介質出現電化學作用和反應，給管線帶來的嚴重破壞，并且腐蝕過程中會產生電流。電化學腐蝕是目前腐蝕性中最嚴重的一種，因為腐蝕和油氣井綜合含水率有直接的關系。目前，隨著生產井綜合含水率不斷地升高，油管和油桿的接觸面積也有所下降，就會讓磨損加快。其中油桿的金屬表層出現了磨損后，就會和腐蝕的介質發生接觸，此時就導致了腐蝕加劇。如果管桿涂層的耐腐蝕性和強度沒有符合規定和要求，就會造成油管發生腐蝕，如果油桿的表面防護層出現了脫落，此時暴露在外的金屬就會和電解質發生相容，電流就會有腐蝕產生。另外，壓力和溫度的作用下，此時管桿的表面中鐵分子也會有陰極的電化學腐蝕。被磨損的油桿表面保護層處于物理狀態下，也會造成腐蝕問題，此時腐蝕和磨損發生了交互作用，就導致了油桿接觸面積減少，此時油管的內壁厚度就會下降，就造成了油管穿孔等問題。在管線外壁腐蝕中，該腐蝕的嚴重性很強，需要日后加大研究的力度。

2 管線防腐蝕技術

2.1 合理地應用緩蝕劑

使用緩蝕劑防腐，是通過緩蝕劑的防腐效果，讓油管線的腐蝕性降低。其中防腐的效果是和緩蝕劑類型、注入的周期等有直接的聯系。應用該技術不僅前期的投資量少，同時成本很低，但是操作上較為復雜，會給生產造成極大的影響。與此同時，由于井況對于緩蝕劑的類型應用有很大的不同效果。一般情況下，使用無機緩蝕劑是中性介質，有機物質都是使用酸性介質。另外，由于金屬的外層電子排布以及化學性質有很大的區別，在不同的介質中，成膜和吸附性也會有很大的不同。在緩蝕劑注入方式上主要有兩種形式。第一種間接式注入。首先在油管內緩緩地注入，然后關進之后2～3個月之后才能開井，此時就會給管內物質造成影響。第二，連續式注入。在管內聯系地注入緩蝕劑，油氣井不需要關閉，造成的生產也會很小。

2.2 使用涂鍍層油管

在油管上涂鍍層，目的是隔絕油管和腐蝕介質，起到防腐性的作用，但是防腐的實際效果，和鍍層材料以及工藝有著直接的聯系。應用該方法不僅工藝簡單，同時給油氣井造成的生產很小，也具有經濟性。但是油管接頭進行加工中，會給涂層造成漏點，為此，油管要使用普通的碳鋼管，如果油管存在問題要及時地更換管住等。如果更換油管過于頻繁，因為防護系統都是金屬材料制作的，就要使用緩蝕劑，提升防腐的作用。

2.3 采用玻璃鋼或塑料管材

使用塑料管材，不僅因為塑料管材在制造過程中比較簡單，同時耐腐蝕性高，還兼具綠色、環保性，是目前新型的一種油田用管。在市面上應用的最多的材料就是聚乙烯管材，這種材料承載能力很低，也會受到各種限制，聚乙烯管又分為兩種類型。第一種，加內襯的鋼管；第二種，強力聚乙烯管，主要是利用玻璃鋼外殼和金屬內部制作而成。現階段，在油氣輸送過程中，塑料管材的應用效果非常顯著，也有很大的發展空間，為此，要不斷的研究和應用新型的塑料管材。

2.4 陰極保護

現階段，陰極保護的使用范圍比較廣泛，其中地下管道、熱交換器、冷卻器等會和電解質發生直接的接觸，要應用腐蝕設備開展陰極保護，提升抗腐蝕的能力。陰極保護有兩種方法：

第一，犧牲陰極法。要將保護金屬和保護電流的金屬進行連接，要降低腐蝕速率。

第二，強制電流保護法。連接保護金屬和電源負極，要利用外部電源來保護電流。利用這種方式不僅操作上簡單，但是會受到各種環境的影響，無法達到最佳的防腐蝕效果，并且作業的成本很高。

2.5 使用非金屬材料

和傳統的金屬材料進行對比，非金屬材料在抗腐蝕性高，并且有很強的抗水性能。現階段，最常見的非金屬管道有塑料復合管，玻璃管材等。實際應用非金屬管材過程中，由于管材存在缺點，在承載能力上不高，在應用中油氣管道就會受到來自各種方面的影響，要按照實際的情況合理地選擇非金屬管材。

2.6 涂刷保護層

在管道的外壁上涂抹一層保護層，目的是避免管道外壁出現腐蝕。給管道涂抹防腐材料后，管道就會形成了一層保護膜，也是防腐膜，這層保護膜可以隔絕管道外壁和腐蝕物質，防止管道和腐蝕物之間出現化學反應，從而起到防腐的效果。與此同時，涂抹保護層不僅施工工序較為簡單，涂抹成本很低，這種防腐技術主要是應用在石油企業中。涂抹不同的防腐涂層，最終的防腐效果也會有很大的不同。以下是最常見的防腐涂層。

第一，液體的涂料主要是應用在管道防腐和管道修復中。通常液體的有聚氨酯、液體環氧等，還能預防土壤的腐蝕。如果管道有腐蝕，要進行及時地維修和護理，主要是固化性高，可以及時地修復磨損的位置。但是也有缺點，不適合在潮濕的環境下應用。涂料的厚度要增加，修復的位置要做到及時。

第二，如管道表面出現腐蝕，給表面處理工作增加了難度。為此，就要進行特殊的處理，可以應用膠黏劑。膠黏劑是多種的材料進行粘合，不僅在厚度上很大，各種材料都能很好的進行粘接。對于腐蝕過于嚴重的管道，也可以選擇這種防腐蝕材料。

3 加強油氣管道的腐蝕監控和管理

油氣管道的腐蝕監控屬于一項綜合技術，在油氣管道的腐蝕問題上，要加強維護管理工作，要綜合地分析腐蝕環境、防腐設計等問題。對于管道的腐蝕控制要進行改進，要優化設備和防腐技術，同時要應用腐蝕損傷監控技術。另外，要應用智能內檢測器給管道腐蝕進行檢測，可以監測出損傷的程度等，與此同時，通過計算機加強防腐蝕監控，可以完成數據處理、風險評價、在線監測等。其中腐蝕控制是由安全系統工程、運營管理和油氣管道設計組合而成，進行工程設計，運營中都要按照相關行業的規定，才能確保油氣輸送的安全和穩定性。

4 結語

綜上所述，在石油企業發展過程中，困擾最大的一個問題就是油氣管道腐蝕問題，也是管線運輸中難度問題，也是無法避免的一個重大問題。為此，作為石油企業要加以重視和關注，企業要選擇科學、合理地防護技術，分析造成腐蝕的原因，提升管線的使用壽命，確保其管道的功能。