油氣運輸管道中腐蝕問題及防護措施分析

雷震 謝家祥

摘要：油氣資源在我國社會發展中占有重要的地位，作為重要的戰略能源，其運輸安全問題受到廣泛關注和重視。目前，管道運輸是輸送油氣最為經濟安全的方式，但也存在油氣揮發、管道腐蝕等安全隱患。其中，管道腐蝕會對油氣運輸工作造成巨大的損害。因此，油氣運輸中管道腐蝕的問題是當前各大油田亟待解決的問題。本文首先分析有關油氣運輸管道腐蝕原理，再分析造成油氣運輸管道的原因，最后針對腐蝕原因，提出相應的防護措施，以降低由管道腐蝕造成的安全隱患問題，保證油氣運輸的質量，為油氣運輸提供一定的理論借鑒。

關鍵詞：油氣運輸;管道;腐蝕;防護措施

引言：

隨著社會經濟的不斷發展，石油能源的需求擴大，油氣資源成為百姓安居樂業的保障。油氣資源的儲存和運輸時整個油田開發過程中的重要工作內容，與油氣生產、加工和銷售等各個環節都聯系緊密。油氣資源輸送采用的管道運輸，在長時間的輸送工作中，腐蝕程度會逐漸加深，尤其是地下運輸管道。盡管我國的油氣運輸管道已經在快速發展中，形成了較為完善的運輸網絡，但是腐蝕問題仍然是相關部門面臨的攻克難題。因此，為避免油氣運輸管道腐蝕而造成安全隱患，積極研究油氣輸送管道腐蝕問題的原因及可實施的防護措施具有一定現實意義。

一、油氣運輸管道腐蝕原理

腐蝕是指金屬受到介質的影響發生的物理溶解、化學變化或者電化學反應被破壞的現象。金屬表面與戒指直接發生化學反應會產生化學腐蝕，電流引起的腐蝕是電化學腐蝕。油氣運輸管道的制作材料一般都是金屬，由于電化學規律的存在，其發生腐蝕也屬于正常的自然現象。形成腐蝕的條件主要有三個：一是需要存在有電勢差的陰陽兩極;二是有一個導電回路連接陰陽兩極;三是陰陽兩級要處于導電介質之中。陽極表面的金屬原子在電流的流動中脫落進入電解液，進而讓發生腐蝕現象。經受腐蝕的金屬管道管壁會變薄，內部壓力會致使管道發生鼓包，有時管材脫碳破壞管道腐蝕處黨的金屬組織，都會引起管道爆裂。由此可見，管道腐蝕會讓石油運輸產生嚴重的運輸安全隱患。

二、油氣運輸管道腐蝕原因分析

1.外部因素原因

外部因素主要是指油氣管道建設所選擇的環境，一方面是為了便于運輸，另一方面是為了最大限度地避免干擾人們的正常生活。油氣管道一般選擇地下環境，海洋和其他。由多種元素組成的土壤含有大量膠體。地下水和空氣填充在膠體空隙中。水中的鹽含有導電離子。如果長時間接觸土壤金屬，可能發生電化學反應和腐蝕，海水流速過大、管道地形和海底微生物等因素會加速金屬管道的腐蝕，特別是在輸送管道環境中。溫度和濕度的變化對金屬管道的腐蝕也有很大的影響，在長期炎熱的地下環境中，油氣管道不可避免地會受到腐蝕的影響，施工單位雖然采取了一定的安裝措施來解決這一問題，但由于輸氣管道埋地約10m，后續的管理和維護將非常困難。隨著管道的長期使用，地質環境將發生變化，油氣腐蝕將越來越嚴重。

2.人為因素原因

人為因素主要是指管道施工問題。施工中各種不確定的因素太多，實際鋪設管道的過程中，管道施工材料，管道施工人員以及管道施工人員的技術水平都會對油氣管道后期抗腐蝕能力產生重要影響。如果施工人員存在操作不當的行為，會使得管道極易受到腐蝕的危害。以焊接管道為例子，油氣運輸一般距離較遠，因此管道與管道之間必須要實行焊接。管道之間的焊口處，抗腐蝕性能力較弱，更容易出現腐蝕穿孔問題。針對這一問題有專業防腐蝕工序，但在建設油氣運輸管道時，由于施工周期較長，工程量較大且工作內容較為復雜，焊接人員的焊接水平也較為參差不齊，這項工序并不能很好的完成，因此會導致管道在焊接處產生發生質量問題，管道之間的焊縫接口處做不到百分百的探傷查驗，進而留下安全隱患。

3.油氣自身原因

油氣管道是我國運輸油氣資源的重要設備，但是油氣資源自身含有大量的氧化性物質，這種溶解氧廣泛地存在于油氣資源之中，主要是二氧化碳和硫化氫，他們具有酸性特質，這種酸性特質會與氧氣以及水蒸氣產生化學反應，會形成酸和強酸，對管道管壁的腐蝕會加重。這一過程會充分顯示在油氣管道上，油氣管道長時間使用之后會受到十分嚴重的腐蝕，極其不利于油氣運輸管道的可持續使用

三、油氣運輸管道腐蝕防護措施

1.提高管道材料質量

在建設油氣運輸管道時，可以采用非金屬管道。中東很多地區采用的都是玻璃鋼管道，但在我國，這一材質在油氣運輸管道中的應用還較少。玻璃鋼管道材質較輕且耐磨，不僅雙面都防腐蝕，還不容易結垢積砂，在地下的流體阻力也較小。長期使用，工作人員的后期維護工作量小，因為防腐蝕，所以使用壽命也較長，對建設周邊的土壤和水源也不會造成污染。總體上比鋼質材料有優勢，綜合效益較高。另有塑料管材抗腐蝕性也較強，因此開發使用塑料管道也有較大的應用前景。以聚丙烯和高度聚乙烯為主要制作材料的鋼骨復合管，兼有塑料管道和鋼質管道的使用有點，可以達到雙面抗腐蝕，內壁較為光滑，有較高的強度，抗壓耐磨，隔熱絕熱效果好，焊接處也不會發生滲漏，還便于施工操作。因此，我國需要提高油氣運輸管道材料生產水平，盡早生產出更適合油氣運輸的管道材質并推廣使用，防止管道發生腐蝕。

2.加工處理油氣資源

因為有其自身所含有的氧化物質會對運輸管道內壁相接觸發生化學作用，導致管道腐蝕。因此，首先，相關工作人員需要對運輸的油氣資源做干燥處理工作，對其進行水分處理，以降低水分子在運輸過程中和金屬管道的接觸頻率，大大降低運輸過程中腐蝕現象的發生。為了防止油氣自身與管道發生化學反應導致管道積水部位被破壞，工作人員可以使用緩蝕劑，以降低油氣運輸管道的腐蝕速度。為保證油氣輸送過程的安全平穩，緩解油氣資源的復雜性，需要對管道內壁進行防腐處理，適量的緩蝕劑可在輸送管道內表面形成保護膜，尤其需要在管道內壁進行添加使用?，F階段，緩蝕劑類型較多，工作人員需要考慮實際應用環境，合理選擇緩蝕劑品類，嚴格控制緩蝕劑的使用量和使用周期，科學添加。GP-1型號的緩蝕劑防腐蝕效果較好，已經在多個油氣運輸工程中的管道有所應用。

3.加強管道質量檢測

油氣資源運輸關系到國家經濟的平穩發展，由于人民群眾的日常生活息息相關，因此，油氣運輸管道建設工作，不僅需要合理選擇管道制作材料和提升管道防腐技術水平，還要加強檢測油氣運輸管道工程的質量問題。國家或相關行業企業需要建立負責油氣運輸管道腐蝕防護的專業研究中心，加大在油氣運輸管道防腐蝕監督工作的投入力度。研究中心可以建立有關油氣運輸管道腐蝕防護的質量評估體系，設置腐蝕防護指標，在實際工作中，對每一項指標進行細致的檢測，在準確了解油氣運輸管道周邊地理環境條件的基礎之上，控制油氣運輸管道施工質量，進而減少油氣運輸過程中因管道腐蝕而產生的安全隱患問題。專業的研究中心可以通過這項體系，定期監測油氣運輸管道的防腐蝕動態效果以及土壤等環境受到的影響情況，發揮監督檢測的作用，最終達到油氣運輸管道防腐蝕的目的。

四、結語

綜上所述，我國對油氣資源的需求越來越大，油氣資源的安全真長的輸送變得十分重要。為了避免油氣資源運輸過程中管道腐蝕對油氣資源質量的影響，需要相關部門及工作人員提高對油氣運輸管道防毒工作的重視，將高水平防腐措施應用到實際管道建設工作中去，采用新型防腐管道材料，干燥油氣資源本身，加強管道質量檢測，以延長管道使用壽命。

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作者簡介：雷震，男，漢，江蘇南京，大學本科，中級注冊安全工程師。工作單位：江蘇省天然氣有限公司，生產運行中心 。從事天然氣長輸管道生產運行和管道完整性管理工作。