输油管道腐蚀因素分析及腐蚀防护优化措施

输油管道腐蚀因素分析及腐蚀防护优化措施

徐斌斌 

国家石油天然气管网集团山东省分公司济宁作业区枣庄管理站 山东省  277000

摘要：随着我国工业化水平的不断提高，工业生产以及社会发展都对石油资源的需求量快速攀升。石油资源的输送主要是借助输油管道，而输油管道多为金属管道，且埋设在地下，受到温湿度环境以及土壤条件等影响，十分容易出现腐蚀现象，严重情况可能导致泄露事故，造成经济损失和环境污染。因此文章重点就输油管道腐蚀因素及腐蚀防护优化措施展开分析。

关键词：输油管道；腐蚀因素；防腐防护；优化措施

输油管道作为确保石油正常输送的主要通道，长期服役过程中，受到外界自然环境的影响，十分容易出现腐蚀现象。若输油管道出现腐蚀现象，极为容易引发石油泄漏，导致环境污染，严重情况还可能引发爆炸、火灾等灾难性事故。因此通过分析输油管道腐蚀因素，并采取积极的管道腐蚀防护措施十分必要。

1输油管道腐蚀因素分析

1.1金属腐蚀

腐蚀是由于化学或电化学反应对金属和周围环境造成的破坏性侵蚀。狭义腐蚀是指金属的腐蚀。腐蚀一般是指化学或电化学材料与环境之间的相互作用，导致材料功能的破坏。钢腐蚀的基本机理如图1所示。它的本质是在金属腐蚀过程中发生的化学变化，基本上是金属元素的氧化形成化合物。

图1钢腐蚀的基本机理图

金属的腐蚀是指由于金属和外部环境介质的化学变化、电化学变化或物理溶解而造成的损伤。埋地石油管道的腐蚀包括管道腐蚀和管道腐蚀。管道中的腐蚀是由含有腐蚀成分的介质引起的。管道腐蚀是管道腐蚀的主要形式，主要集中在低洼水、气液界面弯头等部位。管道腐蚀包括腐蚀和气体腐蚀。管道外腐蚀包括杂散电流腐蚀、土壤环境腐蚀、微生物腐蚀、冲刷腐蚀等。根据金属损伤的基本特征，腐蚀可分为整体腐蚀和局部腐蚀两大类。

1.2输油管道的内腐蚀

石油产品含有大量的二氧化碳、溶解盐和硫化氢。在输送过程中，特别是油田开发后期，容易与内部管线发生反应，由于注水开采，输送介质的含水量增加，加剧了管线内部的腐蚀。影响二氧化碳腐蚀的因素很多，包括 CO2分压、温度、 pH 值、介质流速、碳酸盐结垢、蜡质等。CO2在水相中的热运动是影响 CO2腐蚀的一个重要因素。石油本身通常含有的硫化氢不会腐蚀管道，但在输送介质中遇到水时会电离，导致管道发生电化学腐蚀反应。

1.3输油管道的外腐蚀

部分管道常常因风雨暴露在露天，输送的原油中含有硫元素和酸性物质，导致管道腐蚀。管道外腐蚀主要有：钢铁氧气腐蚀；大气降水引起的CO2引起酸性腐蚀；酸雨引起管道表面极端的硫化物析氢腐蚀；管道表面硫酸盐细菌代谢引起细菌腐蚀，其中氧气腐蚀最为严重。

2输油管道腐蚀防护措施研究

2.1输油管道材质优化

在使用过程中，要依据所使用的各种介质及所处的工作环境来进行管材的选用，才能有效地降低造价，使管材符合石油天然气等项目的要求。钢管的类型及品质是影响钢管抗侵蚀能力的重要因素，其抗侵蚀能力与钢管的服役年限及受侵蚀机率密切相关。选择具有良好抗腐蚀能力的管道是预防管道腐蚀的一个重要手段，而要改善其抗腐蚀能力，可以选择使用不锈钢丝或合金钢丝，但是这种方式的制造过程较为繁琐，而且造价高昂。为了处理这个问题，人们日益使用了诸如陶瓷管和塑料管之类的非金属管。

2.2输油管道内外涂层敷设

对管道内壁涂敷，既能降低管线的内部侵蚀，起到对管线起到防护作用，又能降低流体阻力，提高石油的输运安全。在选用管线的内壁和外壁的材质时，要以降低管线的内壁电阻，增强管线的抗腐蚀能力为主要目的。外涂料可降低管线的内阻，改善管线的耐腐蚀稳定性。要按照不同的环境条件来进行外部涂料的选用，要具备稳定的物理和化学性质，以及良好的介电性质和对环境的适应性，并具备好的复合材料环氧树脂、聚烯烃、环氧粉末等防腐材料系列。管线的内衬和外衬相比，其力学强度并不高，但是也要求其在高温下有较好的耐高温特性。在管线的腐蚀工艺中，管线的内、外部保护是一种主要的保护手段。所以，选用耐腐蚀性能好的涂料，并按照相关技术要求在涂料中涂敷，就成了目前最重要的方法。

2.3电化学保护措施

在电化学防护中，最常用的就是阴极防护技术。将阴极保护装置置于石油管线的表层，可对管线进行极化处理，电位在环境介质中负向阴极状态移动，从而降低管线中的电子传输，达到对管线的防腐蚀效果。在管线腐蚀中，阴极防护被称为“二层防线”。在实践中，常用的阴极保护方法有两种，一种是加载电流的阴极保护，另一种是牺牲阳极的阴极保护。对这两项技术的选用，应从土体的电化学性质、环境性质等方面考虑。牺牲阳极法无需外部供电，操作简便，维修成本低廉，并能利用牺牲阳极法对管线进行保护。外接电流阴极保护技术虽然具有成本高、适用于远距离石油天然气管线的特点，但在应用过程中存在着对外界供电不间断、易造成管线过大、易发生氢脆等问题。

2.4加入缓蚀剂

将腐蚀抑制物分成两大类型：一种是无机的，一种是有机的。并依据各种腐蚀因子及使用条件，选用了相应的抑蚀剂。加入阻垢剂后，对管线的内壁起到了一定的保护作用，并在管线的内壁处生成了一层保护层。采用阻锈剂的优势在于它的操作比较简单，效率比较高，但是阻锈剂易于随着传输媒介而流动这一缺点也比较显著，要想不会对石油和天然气的流通产生不利的作用，就必须要对阻锈剂的用量、周期和加注方式进行严格的控制。

2.5规范使用防腐设备

在油气管线中，防腐设备的正常使用对管线的腐蚀起着不容小视的作用。为此，必须对管道防腐装备的各种作业进行严格的规范，并对其进行检测和维护，尤其是对其连接处进行检测，以确保其正常运转。此外，为了确保输油管道的腐蚀工作可以有序地进行，需要对各种输油管线腐蚀装备的运行进行规范化，并配置专门的腐蚀人才，从而有效地完成对输油管道的腐蚀。因此，作为一名专门从事腐蚀工作的职业，必须具备一定的基础科学知识，并对石油管线腐蚀装备的实际操作有着广泛的了解。在这一过程中，必须加大对管线腐蚀技术和设备的研发力度。要积极、理性地引入某些先进的管道腐蚀技术和装备，从而持续提升管道腐蚀工作的品质。

总之，伴随着工业和社会经济的发展，石油资源的需求量快速攀升。输油管道作为输送石油资源的重要管道，受到多种因素影响，腐蚀现象时有发生。这就要求做好腐蚀因素的分析，针对性的采取防腐优化措施。同时随着腐蚀材料和腐蚀技术的不断发展，未来的管道防腐方向为多种防腐技术共同使用，并尽可能选用环保的腐蚀技术，确保输油管道安全可靠运行。

参考文献

[1]邵婷,王芳静.输油管道腐蚀因素分析与防护措施[J].清洗世界,2021,37(12):56-57.

[2]车庆男.输油管道防腐工艺的现状与措施[J].全面腐蚀控制,2021,35(06):86-87.

[3]王智勇.石油管道腐蚀因素分析及腐蚀防护优化措施[J].化工管理,2021(08):126-127.