油氣管道腐蝕原因及防腐措施研究

姚子健

關(guān)鍵詞：油氣管道;腐蝕原因;防腐措施;陰極保護(hù);防腐層

0 前言

近年來，我國油氣管道的數(shù)量以及長度都在不斷的增加，管道屬于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，通過加強(qiáng)管道建設(shè)，有利于平衡我國各個(gè)區(qū)域的能源供給，對于推動(dòng)我國社會(huì)的全面發(fā)展十分關(guān)鍵。對于大多數(shù)油氣管道而言，其主要的材料為碳鋼，在管道運(yùn)行的過程中，威脅其運(yùn)行安全的因素相對較多，例如第三方破壞、腐蝕等[1]。通過對管道事故問題進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的管道風(fēng)險(xiǎn)事故是由于腐蝕問題所引起的。因此，需要對管道腐蝕問題的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析，并采取多種類型的防腐措施，以此保障管道的運(yùn)行安全。

1 油氣管道腐蝕原因分析

（1）內(nèi)腐蝕原因分析

油氣管道可以分為三種類型，分別是油氣集輸管道、原油管道以及天然氣管道，三種類型管道中的介質(zhì)不同，因此，三種管道內(nèi)腐蝕問題的原因也各不相同。對于集輸管道而言，其主要集中在油氣田企業(yè)，在油氣資源被開采出地面以后，通過使用集輸管道將其輸送到集中處理站，對能源進(jìn)行處理，由此可見，集輸管道中的介質(zhì)相對較為復(fù)雜，一般情況下，介質(zhì)會(huì)以油氣水三相的形式存在，由于介質(zhì)未進(jìn)行處理，因此，介質(zhì)中含有大量的酸性物質(zhì)，在酸性物質(zhì)溶于水以后，將會(huì)對管道產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用，同時(shí)，由于介質(zhì)從地層開采出地面以后就會(huì)進(jìn)入集輸管道，因此，介質(zhì)的溫度相對較高，而酸性物質(zhì)腐蝕管道屬于化學(xué)反應(yīng)，隨著溫度的升高，化學(xué)反應(yīng)的速度加快，管道的腐蝕速率增大，綜合而言，與其它管道相比，集輸管道的內(nèi)腐蝕問題較為嚴(yán)重[2]。對于原油管道而言，管道內(nèi)的介質(zhì)已經(jīng)進(jìn)行了處理，酸性物質(zhì)的含量大幅降低，同時(shí)，在原油流動(dòng)的過程中，會(huì)在管道內(nèi)壁上產(chǎn)生一層油膜，其可以發(fā)揮內(nèi)防腐層的作用，由此可見，與其它兩種類型的管道相比，原油管道的內(nèi)腐蝕問題相對較為輕微。對于天然氣管道而言，其腐蝕速率與上游的處理工藝及處理設(shè)備有關(guān)，從理論上分析，如果上游的脫水效果相對較高，介質(zhì)流動(dòng)的過程中無法產(chǎn)生液態(tài)水，此時(shí)管道內(nèi)僅有的腐蝕性氣體也將無法對管道產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用，但是對于部分處理廠而言，脫水設(shè)備的運(yùn)行不穩(wěn)定，介質(zhì)的脫水效果相對較差，在介質(zhì)輸送的過程中，隨著溫度的逐漸降低，會(huì)產(chǎn)生大量的液態(tài)水，腐蝕性氣體溶于液態(tài)水以后，將會(huì)對管道內(nèi)壁產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用[3]。

（2）外腐蝕原因分析

外腐蝕也是影響管道安全的重要因素，外腐蝕問題的產(chǎn)生主要與土壤環(huán)境以及防腐層的質(zhì)量有關(guān)，首先，土壤中含有大量的腐蝕性物質(zhì)以及微生物，對于腐蝕性物質(zhì)而言，其會(huì)對金屬材料產(chǎn)生直接的腐蝕作用，對于微生物而言，在微生物生命活動(dòng)的過程中也會(huì)產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，因此，微生物會(huì)對金屬的腐蝕問題產(chǎn)生直接影響。在另一方面，通過對我國部分管道進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，其均配置了外防腐層，但是如果外防腐層存在損壞問題，管道金屬與土壤環(huán)境直接接觸，必然會(huì)對管道的腐蝕產(chǎn)生影響，同時(shí)，防腐層破損的位置和防腐層完好的位置將會(huì)形成原電池，進(jìn)而使得防腐層破損位置處產(chǎn)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，事實(shí)上，電化學(xué)腐蝕問題的危害更大，腐蝕速率更快，一般情況下，防腐層損壞問題都是由于管道建設(shè)施工不當(dāng)或者第三方破壞所引起。

2 油氣管道防腐措施研究

（1）陰極保護(hù)措施

陰極保護(hù)主要是從電化學(xué)的角度出發(fā)，對金屬材料進(jìn)行合理的保護(hù)，主要的保護(hù)措施可以分為兩種類型，分別是犧牲陽極以及外加電流，如果使用犧牲陽極的保護(hù)方法，則需要在管道沿線敷設(shè)陽極包，陽極包內(nèi)存放活躍性更高的金屬材料，在活躍性更高金屬材料與碳鋼接觸以后，碳鋼可以被看作為原電池的陰極，進(jìn)而受到一定的保護(hù)，活躍性更高的金屬材料可以被看作為原電池的陽極，進(jìn)而被腐蝕，陽極包的數(shù)量以及距離間隔需要通過計(jì)算得到。如果需要使用外加電流方法，需要在管道沿線站場內(nèi)安裝恒電位儀，通過向管道金屬施加電流的方式，使得碳鋼的腐蝕速率降低。

（2）防腐層保護(hù)措施

防腐層保護(hù)屬于一種物理性的保護(hù)措施，對于集輸管道而言，由于其內(nèi)腐蝕速率相對較快，內(nèi)腐蝕對管道產(chǎn)生的危害遠(yuǎn)超過外腐蝕，因此，需要在集輸管道內(nèi)部增設(shè)防腐鍍層，進(jìn)而使得介質(zhì)與碳鋼之間相互被隔離，腐蝕性物質(zhì)將無法對碳鋼材料產(chǎn)生腐蝕。在外腐蝕方面，需要全面保障外防腐層的完整性，定期對管道進(jìn)行全面的外檢測，及時(shí)對防腐層破損的位置進(jìn)行修復(fù)，使得碳鋼材料與土壤環(huán)境可以相互被隔離。

（3）緩蝕劑保護(hù)措施

向介質(zhì)中添加緩蝕劑是防止管道出現(xiàn)嚴(yán)重內(nèi)腐蝕問題的重要措施，目前，通過對緩蝕劑市場進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國開發(fā)的緩蝕劑類型相對較多，不同類型緩蝕劑適用的環(huán)境以及發(fā)揮的作用不同，例如某些緩蝕劑只能解決二氧化碳腐蝕問題，因此，相關(guān)企業(yè)可以對市場上常見的緩蝕劑進(jìn)行全面的對比，根據(jù)管道內(nèi)介質(zhì)的組分，對緩蝕劑進(jìn)行優(yōu)選，充分發(fā)揮緩蝕劑防腐的作用。

3 結(jié)論

綜上所述，腐蝕是威脅管道安全的重要因素，腐蝕問題還將會(huì)導(dǎo)致管道的使用壽命大幅降低，最終給管道運(yùn)營企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失，影響管道腐蝕的因素相對較多，且管道內(nèi)介質(zhì)不同或者所處的土壤環(huán)境不同，則腐蝕速率也存在一定的差距，相關(guān)企業(yè)需要采取合理地防的腐措施，對管道進(jìn)行全面保護(hù)，保障其可以長期處于安全的運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王姝琦.關(guān)于油氣管道腐蝕原因及主要防護(hù)措施探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014（06）：111.

[2]張春生，申龍涉，郭慧軍，等.埋地油氣管道外腐蝕原因及防腐技術(shù)的研究進(jìn)展[J].當(dāng)代化工，2011，40（02）：202-205.

[3]王丹，袁世嬌，吳小衛(wèi)，等.油氣管道CO2/H2S腐蝕及防護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].表面技術(shù)，2016，45（03）：31-37.