油气集输管道腐蚀的原因及对策

油气集输管道腐蚀的原因及对策

张翠娟 李贞 韩志芳

1. 东辛采油厂油气集输管理中心 2. 河口采油厂油气集输管理中心义和联合站 3.孤东采油厂油气集输管理中心一号联合站

摘要：在油气输送期间，集输管道时常发生腐蚀问题，使油气输送质量严重降低，并对管道、设备产生极大损坏，严重情况下会引发多种安全事故。所以，本文着重分析油气集输管道腐蚀的原因，并提出相应防控对策，为有关油气企业及技术人员提供一定参考，营造出优良、安全的油气输送环境。

关键词：油气集输管道；腐蚀；原因；对策

1. 前言

油气集输管道的内部和外部均时常发生腐蚀问题，使管道及相关设备遭受极大损坏，影响油气输送效率，容易引发资源浪费和污染问题，且会对工作区域环境及员工生命安全产生威胁。为保证油气集输管道可以安全、有序的运行，需要相关油气企业及工作人员充分认识到引起油气集输管道腐蚀的原因，针对性的采取一系列防腐蚀技术，以有效降低管道腐蚀几率，使管道使用寿命延长，保障输送质量与效率。

2. 油气集输管道腐蚀的原因

1、管道外部腐蚀原因

在油气集输管道运行期间，管道外部环境相对恶劣，很可能和腐蚀性物质直接接触，进而使管道受到腐蚀。管道外部腐蚀其原因主要体现在原电池侵蚀、溶解、侵蚀反应等方面，很多油气集输管道深埋在地下，地下土壤中包含很多化学成分，这些腐蚀性物质会引起管道腐蚀问题。另外，土壤内包含大量液体、固体、气体等物质，若油气集输管道属于钢制金属管道，长期受到空气和水的侵蚀易产生道体系，尤其地下深层土壤的氧气分布相对不均衡，氧气浓度差容易产生原电池效应，使金属管道加速腐蚀^[1]。另外，若油气集输管道浸泡于海水中，会在相关物质影响下产生电解质溶液，在不同管材作用下发生电位差，而因为海水具有导电性，此时就会形成闭合回路，引发管道外侧腐蚀。

2、管道内部腐蚀原因

通常情况下，管道内部并不会直接因自然环境发生腐蚀，其管道内部出现腐蚀情况关键在于内部管壁和油气直接接触，而油气当中包含大量硫化氢气体、二氧化碳气体，这两种气体都可溶于水，所形成溶液可和管道金属发生反应，使管道中金属单质转变成游离态金属离子，引发管道内壁腐蚀。另外，管道中分布有流通的氧气，这会使原本的化学反应发展成次级化学变化，并产生具有较强导电性的物质，比如硫酸等，使管道内壁加速腐蚀。在油气长时间输送过程中，化氢所产氢气含量会逐渐增加，容易使管道内气压不断加大，甚至可能引发管道爆破问题^[2]。除此以外，物理冲击也可能引发管道腐蚀，比如管道中有气流、沙粒等通过，使得管道内部包含多项流体，而气体和细碎颗粒之间相互碰撞与摩擦，会使管道内侧受到物理冲击，在相关冲击力影响下，使得腐蚀物脱落，造成管道深度暴露，进而加快腐蚀速度。

3. 油气集输管道腐蚀防控对策

1、合理应用涂层防腐技术

在油气能源持续开发与利用过程中，相关领域也在深度研究油气集输管道防腐蚀问题，目前多项防腐蚀技术越来越高效、环保。在对油气集输管道的腐蚀问题加以防控期间，首先要合理应用涂层防腐技术，该技术应用中主要涉及以下几种材料：①环氧粉末。即在管道外层涂抹环氧粉末，之后以加热形式和管道紧密连接，进而获得良好的防腐效果。②煤焦油瓷漆。该物质的吸收能力极强，且具有很强的防水效果，可因化学惰性强有效的杜绝发生腐蚀问题。不过将煤焦油瓷漆应用在低温环境中易出现发脆情况，所以其比较适合应用在沼泽环境或水位较高的环境中；③聚乙烯胶带。为有效防止油气集输管道发生腐蚀问题，可在管道外层粘贴聚乙烯胶带，此胶带具有很强粘度，可有效防止液体物质渗透，同时其强度较大，延展性能好，但在应用中要注意采取一定温度控制措施，主要将温度控制在-30~70℃区间内；④石油沥青。由于石油沥青的防腐蚀性很强，应用操作相对简单，且维修成本较低，属于油气管道防腐技术中较为常用的一种材料，尤其适用于干燥的环境中；⑤硬质聚氨酯泡沫塑料。此材料的隔水性能、耐腐蚀性都很强，具有突出的防腐蚀效果^[3]。

因为我国的油气集输管道铺设里程较长，涉及区域广阔，不同地区其地质条件各异，在应用涂层防腐技术时要根据当地实际情况合理选择防腐材料，并在应用前展开科学试验，以保证防腐效果。

2、合理添加缓蚀剂

小量应用缓蚀剂往往就可获得显著的防腐效果，缓蚀剂也被称作腐蚀抑制剂，主要可应用在气体介质、酸性介质、中性介质中。缓蚀剂具有越大的缓释效率，其抑制腐蚀效果就越好。若配合应用几种不同类别且剂量较低的缓蚀剂能够获得良好缓蚀效果，则发生协同效应；若配合使用几种类型不同的缓蚀剂，使各自缓蚀效率有所下降，则出现拮抗效应。不同缓蚀剂可根据保护被膜特性或作用机理进行分类，合理使用缓蚀剂能够预防油气管道发生腐蚀问题，同时也有助于降低管道腐蚀速度。另外，还可在油气和管道之间设置一个隔层，使两种材质减少接触，避免集输管道和油气发生化学反应，降低腐蚀问题出现几率，此方法的应用有助于延长管道使用寿命，并可节约施工材料，确保油气输送更加稳定、高效。通过添加缓蚀剂防控腐蚀问题，要事先进行详细分析，结合缓蚀剂走向及管道结构合理制定防腐方案，以更安全、有效的使用缓蚀剂。

3、科学应用阴极保护法

为有效防范并控制油气集输管道发生腐蚀问题，还可科学应用阴极保护法，主要包含强制电流法、牺牲阳极法。前者主要是在集输管道中引入电流，对油气集输管道加以保护，使其不受氧化；后者可把具有较强还原性的金属当做保护极，和油气集输管道共同形成原电池，经氧化反应，以防发生腐蚀问题。阴极保护法主要可防范管道外部腐蚀，往往不能抵御内部腐蚀，所以在运用阴极保护法期间要注意和内部防腐措施相结合，并根据管道实际情况科学设计防护方案，以保证防腐效果。

4. 结束语

油气集输管道是油气能源输送的关键载体和渠道，也是油气生产和用户间顺利连接的重要桥梁与纽带，一旦油气集输管道发生腐蚀问题，将对油气输送质量及安全产生影响。所以，油气企业要高度重视管道腐蚀问题，深入探究引发油气集输管道腐蚀的根本性原因，明确腐蚀过程、规律及原理，合理采取有效的防腐措施，使集输管道延长使用寿命，保证输送质量与效率。

参考文献：

[1]刘龙泽, 周可庆, 黄树军. 试论油气集输管道腐蚀防治及应用[J]. 化工管理, 2018(009):200-200.

[2]杨钦,冼国栋,秦国晋.基于故障树的油气集输管道腐蚀失效分析[J].机械,2018,45(09):28-28.

[3]范伟.高矿化度酸性油气集输管道腐蚀规律及控制技术探讨[J].安全、健康和环境,2018,18(02):37-37.