油氣集輸管道的腐蝕機理與防腐技術研究

李國民 劉新麗 馮 艷

（1. 大慶油田第六采油廠數字化運維中心，黑龍江 大慶 163000；2. 大慶油田第四采油廠第六作業區，黑龍江 大慶 163000；3. 大慶油田第一采油廠第三作業區，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

腐蝕成為管道運行中面臨的重要問題，如果無法解決會給國家帶來巨大的經濟損失。腐蝕危害主要包括設備和管道的損壞、環境污染、人員傷亡、跑冒滴漏等，因此對腐蝕的機理和防腐技術進行針對性研究具有非常積極的現實意義。

1 油氣集輸管道的腐蝕機理

1.1 外腐蝕

可以分為兩種，也就是海水腐蝕和土壤腐蝕。土壤的構成物質十分復雜，不但包括各種微生物和真菌，也包括了空氣和水分，這些組成成分會互相影響，造成土壤的異化[1]。氧氣的存在和傳遞會在土壤中形成濃度差，從而構建起氧濃差電池，使得管道腐蝕加劇。管道在海水中穿過時不可避免會與海水接觸，作為一種電解質溶液，當海水中存在金屬時，會在金屬表面發生作用，部分電極電位跟管道發生連接，形成回路，造成腐蝕的發生。

1.2 內腐蝕

內腐蝕主要包括三種類型，分別是硫化氫腐蝕、二氧化碳腐蝕和二氧化硫腐蝕：（1）硫化氫具有較高的活潑型，在水中會出現電離，在有氧條件下跟金屬發生化學反應，不但會形成化學腐蝕，其產物中存在硫酸，也會加劇電化學腐蝕。同時，硫化氫還能夠造成管道的氫脆，使得局部出現變形造成管道開裂；（2）二氧化碳會跟水形成碳酸，造成酸堿度降低，鋼管出現氫氣極化反應，形成坑點或者片狀腐蝕；（3）硫化氫會跟鐵和氧發生反應產生硫酸亞鐵，硫酸亞鐵發生水解后會產生游離酸和氧化物，從而加快鐵的腐蝕，形成硫酸亞鐵，再次出現水解，這一循環過程會使得管線底部出現不同程度的腐蝕。

2 油氣管道防腐技術

2.1 外防腐技術

針對油氣集輸管道的外防腐來說，主要利用陰極保護技術和外防腐涂層開展：（1）外防腐涂層。在進行這一技術的應用時，主要是往管道外壁防腐層進行各種材料的噴涂，從而起到雙重防腐的效果。近些年來，我們國家防腐涂層技術獲得了長足的進步和發展，防腐涂層技術也更加的多樣化，其中最具代表性的就是聚乙烯和環氧涂層。環氧涂層在管道防腐中的應用較多，相較于石油瀝青和煤焦油涂層工藝具有明顯的優勢，穩定性更好，并且屬于熱固性材料，在高溫條件下不會受到損害，表層十分光滑，面對鹽堿腐蝕具有很好的抵抗性[2]。聚乙烯材料是基于雙層PBE演化而來，具有很強的粘結性，性能十分穩定，材料在滲透性方面的表現良好；（2）陰極保護技術。陰極保護技術屬于一種電化學保護技術，較多的應用于海水或者土壤環境中。可以將金屬一段作為陰極，在給予直流電時，金屬電位相較于某個電位值更低，金屬表面的電化學不均勻性會出現下降，使陰極溶解得到限制。

2.2 內防腐技術

內防腐技術主要包括兩種，也就是緩蝕劑技術和內涂層襯里防腐技術：（1）緩蝕劑不會直接的跟腐蝕介質發生作用，是一種以金屬表面狀態為基礎的慢化過程，存在不同程度的催化作用。在進行防腐時，緩蝕劑具有很明顯的作用，并且其延緩腐蝕的效果十分明顯。不但可以實現材料的節約，還能夠促進管道使用周期的增加；（2）內涂層襯里防腐技術。該技術主要是在管道內壁口跟腐蝕介質之間構建起隔離層，針對隔離層開展噴涂處理，從而達到延緩腐蝕的效果。該技術操作難度不高，流程十分簡便，不但能夠減少管道的維修成本，還可以降低管道的消耗。

3 結語

隨著我們國家對石油需求的不斷增加，有關企業需要加強對集輸管道腐蝕問題的重視，依據腐蝕機理的不同采取針對性的防腐措施，促進集輸管道工作狀態穩定性的提高，為集輸工作有序進行提供保障。