關鍵防腐技術在石油天然氣管道工程中的應用研究

＊劉犇 賀佳 于海超

（1.延長油田股份有限公司志丹采油廠 陜西 717500 2.延長石油管道運輸第二分公司郝家坪輸油站 陜西 717200）

在現代化工業產業和社會經濟的發展過程中，突出了石油、天然氣等資源的重要作用，需要借助現代化機械設備，在電力設施的輔助作用下，發揮出石油、天然氣等資源的驅動作用，能夠有效加快各項生產作業的整體進程。在設置運輸管道的過程中，對關鍵防腐技術予以合理利用，能夠優化石油天然氣管道工程項目建設質量，采取有針對性的防腐處理措施，為石油天然氣運輸工作的開展帶來積極影響。

1.分析石油天然氣管道的腐蝕類型

（1）外壁腐蝕。大多數石油天然氣管道，通常會埋藏于地下區域，由于地下區域的干擾因素相對較多，所以會對天然氣管道外壁帶來不同程度的腐蝕效果。以架空形式為主的管道，可以在防腐蝕操作的過程中，在管道表面區域涂抹防腐藥品，并保證藥品涂抹的均勻性，能夠獲得有效的防腐蝕成效，加大對腐蝕問題的處理力度。然而，通過對地下管道所遭受的化學反應進行分析，可以看出整體的腐蝕程度相對較強，且鋼管的厚度對地下管道化學反應起到了決定性作用。由此可以看出，在化學腐蝕的作用下，所造成的管道腐蝕問題并不是主要原因，當出現電化學反應時，則會在石油天然氣管道的外壁區域形成較為強烈的腐蝕[1]。

（2）內壁腐蝕。在石油天然氣管道長期的使用過程中，產生腐蝕問題的主要原因具有多樣性。一方面，天然氣這一資源來說，其內部所含有的雜質各不相同，部分雜質能夠與管道產生化學反應，其化學反應具有固定性，容易帶來較為嚴重的腐蝕作用，無法維持石油天然氣管道工程的穩定運行。另一方面，若管道內部的水溶比例相對較高，并且達到了一定的比例限制時，會在管道的內部區域形成親水膜這一物質，不僅會對金屬管道造成腐蝕，且整體的腐蝕效率會隨之提升，在有限的時間之內，形成了較為多樣的化學反應，從而使管道腐蝕問題日益嚴重。

2.分析石油天然氣管道工程中應用關鍵防腐技術的重要性

在石油天然氣管道長期的使用過程中，能夠篩選出更加合適的建設材質，并保障管道結構的整體性和系統性。

一方面，在使用金屬管道的過程中，若金屬管道產生了腐蝕問題時，不僅無法維護管道的整體色澤，還會對管道外形造成不良影響，對管道的機械性能帶來改變。在長期的使用過程中，若腐蝕性問題日益嚴重，會縮短石油管道的整體使用周期，在客觀性因素的干擾下，對石油天然氣管道工程造成嚴重威脅。石油管道所出現的腐蝕問題，若無法對其加以處理，還會引起一系列的連鎖反應，當實際所使用的防腐技術尚未滿足規定要求，雖然初期階段所出現的腐蝕問題并不嚴重，但在隨著時間的不斷推移，仍然會對石油天然氣管道工程造成嚴重影響，且此類后果無法估量。

另一方面，結合目前的天然氣管道運行情況予以分析，可以看出多數石油管道通常是以鋼制結構為主，在周圍環境的作用下，會對此類結構帶來直接影響，導致管道破壞問題時有發生，甚至會提高管道變質等問題的發生幾率。與此同時，當石油天然氣管道腐蝕問題過于嚴重時，不僅會阻礙石油管道工程建設與發展，還會造成較為嚴重的安全隱患。若石油等資源受到了腐蝕性管道的影響時，會導致大量石油資源滲出，對當地區域的土地造成嚴重影響，無法保護當地區域的生態自然環境[2]。

3.分析石油天然氣管道工程中的關鍵防腐技術應用

（1）涂層外防腐技術應用。①涂層類型和相關應用。在石油天然氣管道的運行過程中，可以在涂層外防腐技術的作用下，在管道的外表面區域涂抹適量的涂料，對管道和氧氣之間的接觸進行阻隔，發揮出此類防腐技術的優勢和作用。

首先，無機非金屬涂料屬于涂層防腐時技術應用過程中的主要材料類型，通常是以玻璃陶瓷為主，且此類涂料具有絕緣特性。在一般情況下，可以將上述絕緣涂料涂抹于石油天然氣管道的外層區域，有效阻隔石油天然氣管道與空氣之間的接觸，減少化學反應的出現，確保管道金屬離子能夠持續處于穩定狀態，強化石油天然氣管道的防腐蝕能力，延長管道的整體使用周期。在一般情況下，鋼制的石油天然氣管道工程，能夠為無機非金屬涂料的使用提供廣泛的空間支持。

其次，改良涂層。改良涂層具有先進效用，可以應用納米技術對有機材料和無機材料進行處理，采用臨界處理的方式，將其應用于石油天然氣運輸管道工程中，發揮出改良涂層的防腐蝕性能，提高石油天然氣管道工程的防腐蝕能力。不僅如此，在使用改良土層的過程中，能夠強化石油天然氣管道工程的防水能力，在規避不良因素的基礎上，延長管道工程項目的使用周期。

最后，環氧涂層。通過將環氧涂層和無機非金屬涂料進行對比，可以看出前者的防腐蝕性能更加優良。在石油天然氣管道工程中，若使用的管道材質不同，能夠發揮出環氧涂層的應用優勢，進而獲得良好的防護效果。需要注意的是，在使用環氧涂層時，由于此類涂層制作方法較為復雜，且調配的過程中存在一定的困難，所以需要結合實際情況慎重選用[2]。

②控制外腐蝕有效方法。首先，可以使用涂抹外涂層的方式，對石油天然氣管道工程的腐蝕問題予以解決，采用此類方法的原因，主要是由于石油天然氣管道的部分區域，需要長期埋藏于地下，所以容易受到土壤環境對管道所帶來的影響，提高了腐蝕問題的發生幾率。在對管道進行涂抹時，形成了完整的外涂層，使管道和土壤之間能夠得到隔離。

例如：使用聚氨酯涂層，具有施工簡單、防腐層質量好、耐沖擊性和柔韌性強、耐磨性強、耐微生物腐蝕等特點，同時性價比高，符合綠色環保的要求，它適用于補傷、補口及舊防腐層的修復,有著廣泛的應用前景和發展空間。

其次，在設計石油天然氣管道工程設備的過程中，需要派遣專業的技術人員，基于科學化和合理化的角度，加大對管道設備的控制力度，確保管道的整體腐蝕程度能夠達到最低狀態。

最后，可以使用應急保護的方法，通過對應急保護防腐措施的細致分析，還可以將其劃分成為犧牲陽極和強制電流保護等兩種形式。例如：在開展石油天然氣管道工程施工作業時，要求施工人員能夠在前期準備階段，對防腐施工方式的設計予以管控，保障防腐施工方式的有效性。另外，在使用管道的過程中，需要為石油、天然氣等資源的運輸提供基本條件，要求各部門人員都能夠共同參與，加強對管道腐蝕防范工作重要性的認識，采取有效措施實現對管道腐蝕問題的全面預防。

（2）應急防腐技術。在使用應急防腐技術的過程中，通常需要采用加設電流的形式，對石油天然氣管道電極進行轉化，以此來抑制電化學反應的出現，從而獲得良好的防水效果。首先，容易產生電化學腐蝕問題的管道，需要結合石油天然氣管道工程的實際情況，加設合適的電流，并將石油天然氣管道轉化為陰性極，避免金屬電離子發生轉移[4]。

一方面，在處理石油天然氣管道腐蝕問題時，還可以采用引入直流電的形式，確保腐蝕區域的管道能夠朝著陽極進行轉換，避免石油天然氣運輸管道出現腐蝕反應。在使用引入直流電的應急防腐技術的過程中，呈現出了綠色化和環保化的優勢，且整體的防腐蝕性能相對較強，不僅能夠避免對石油天然氣運輸工作質量造成不良影響，還能夠為此項防腐技術的應用提供廣泛化的空間支持。在石油天然氣管道工程中，充分發揮出直流電引入防腐技術的防護功能，突出了此項技術的重要性。

另一方面，具有強大負電位的金屬，若該類金屬的負性電位，已經超過了傳輸管道的負性電位時，需要將此類金屬連接到管道的外部區域。若該區域的金屬表面已經處于腐蝕狀態時，那么在此類連接操作方法的作用下，則能夠對石油天然氣管道工程的腐蝕問題予以規避。

（3）內部防腐技術。①技術應用。管道運輸作業，實際所涉及到的石油、天然氣等物質，其自身的質量和成分之間存在較大的差異。所以，在管道內部進行運輸時，能夠對管道內部帶來一定程度的腐蝕作用，對管道工程項目的開展造成了不良影響，縮短了石油天然氣管道工程的使用周期。石油天然氣管道工程，管道的內部區域與空氣之間的接觸相對有限，通過將管道內部與管道外部區域進行對比，可以看出管道的外部區域與空氣之間的接觸較為頻繁，但內部與空氣的接觸具有局限性。為了保證石油天然氣管道工程內部金屬離子的穩定性，需要在使用內部防腐技術的過程中，保障技術操作的可行性、合理性和科學性，在全面規避腐蝕反應的基礎上，降低腐蝕反應問題的出現幾率，突出內部防腐技術應用的重要作用，為石油天然氣管道工程項目的開展奠定良好的基礎。

例如：從2004年3月開始，某公司組織專門人員對新型油套管防腐工藝方案進行了選擇論證。先后對國內各油田應用比較多的鎳磷鍍防腐技術、真空滲氮防腐技術、環氧粉末靜電噴涂技術、液態涂料無氣噴涂技術、玻璃鋼和不銹鋼內襯防腐技術等進行了廣泛的對比研究。根據對中石油、中石化、中海油有關專家的意見和建議，經過考察和論證，最終研發國際和國內先進的“液態涂料高速旋轉噴涂技術”，對油套管及集輸管道內表面進行內防腐[5]。

②內壁腐蝕反應控制措施。首先，可以使用添加緩釋劑的方法，加大對內壁腐蝕反應控制力度，在使用此類操作方法時，所需用的費用成本相對較低，但實際所獲得的反腐成效較為優良。現階段在篩選緩蝕劑的過程中，通常是以復合型為主。其次，還可以使用內涂層和襯里保護的措施，在涂層的作用下，可以對管道和相關物質進行阻隔，避免管道本身與容易產生化學反應的物質進行接觸，并順利阻隔管道與腐蝕性物質之間的接觸，從根本層面入手對腐蝕問題發生的可能性予以全面規避。最后，在石油天然氣管道工程作業的實施過程中，需要從運輸管道等層面入手，將一定量的鉻元素放置于運輸管道中，使金屬物質在受到二氧化碳腐蝕作用時，能夠在鉻元素的作用下，使整體腐蝕效率得以減緩。另外，還可以采用添加乙二醇等物質的方式，保障乙二醇用量的合理性，使其能夠發揮出自身的優勢和效用，對管道內部所形成的水合物加以抑制，通過阻止水合物的形成，減緩了管道的腐蝕速度。

（4）緩蝕防腐技術。在使用緩蝕劑的過程中，能夠結合管道內部的腐蝕反應情況進行抑制，發揮出了緩蝕劑的優良性能，提高管道的防腐能力。不僅如此，在使用緩蝕防腐技術的過程中，通常需要結合石油天然氣管道工程的實際情況，從管道區域的內部情況入手，為緩蝕劑的放置提供充足的空間支持，保障緩蝕劑用量的適宜性。除此之外，不同類型的管道工程，可以通過使用緩蝕防腐技術，實現對管道腐蝕問題的全面規避，延長管道工程的使用周期。在合理使用緩蝕防腐技術時，能夠為石油天然氣管道工程作業的開展提供助力支持，發揮出防腐技術的優勢和效用。

例如：在中原油田中，緩蝕劑的適應性及合理的加藥方案，使區塊油井腐蝕得到有效控制。緩蝕劑使用前，依據油氣田的實際工況環境，進行適應性評價，確定合適加藥濃度、工藝，制定出科學加藥方案。緩蝕劑預膜非常重要，定期做好預膜，可以優化緩蝕劑使用效果。油井作業后，先進行預膜處理，再正常加藥，在連續加藥井后，必須進行預膜。

4.石油天然氣管道工程中關鍵防腐技術的發展趨勢

現階段在石油天然氣管道工程項目的發展過程中，為關鍵防腐技術的進步與發展提供了廣泛的空間支持，需要積極的引進先進性和科學化的防腐技術，對石油天然氣管道予以妥善處理。若防腐技術在使用階段出現問題，或者直接失去了原有的效用時，那么則會導致管道的防腐措施不具備實效性。對于現階段的防腐技術予以分析可以看出，通常是以處理化學腐蝕和電化學腐蝕等問題為主，在生物腐蝕的問題處理過程中，無法獲得較為明顯的效果。在通常情況下，只能采取相應的干預手段，對生物和管道之間的直接接觸予以干預，所以無法優化最終的防防腐蝕效果[6]。

為此，在石油天然氣管道防腐技術的發展過程中，還需要對相關防腐材料的性能和優勢予以深入研究，在全面分析的基礎上，將防腐材料作為關鍵防腐技術研究項目中的重點內容，為此類項目的開展提供技術支持，促進石油天然氣管道工程的規模化發展。在石油天然氣管道工程施工作業中，需要加大對防護措施的開發力度，對防腐環境予以全面改善，提高管道的防腐蝕水平。石油天然氣管道工程，具有長遠化和長期性的特點，需要在開展防腐施工作業的基礎上，滿足石油天然氣管道工程的高效化發展趨勢，提高防腐技術的應用水平，實現對腐蝕問題的全面規避。采取有效防腐處理措施，在石油天然氣管道的使用過程中，加大對管道施工作業的控制力度，發揮出防腐干預措施的實際效用。

5.結束語

在石油天然氣管道工程的發展過程中，需要采取有效防腐處理措施，避免對石油、天然氣等資源的運輸造成不良影響，在減少腐蝕干擾的情況下，提高石油天然氣管道工程的穩定性。在關鍵腐蝕技術的發展過程中，將其應用于石油天然氣管道工程項目中，從而營造安全、穩定的石油天然氣運輸環境，不僅可以提高石油天然氣管道工程的運輸效率，還可以在規避腐蝕問題的情況下，促進經濟水平的提升。