輸油管道腐蝕機(jī)理和防腐工藝

孫洪

摘 要：由于輸油管道具有諸多其他運(yùn)輸方式?jīng)]有的優(yōu)勢(shì)，因此，在原油的集中運(yùn)輸中得到了大范圍的使用和推廣。然而，生態(tài)環(huán)境是十分復(fù)雜的，再加上各種人為因素，輸油管道的腐蝕程度十分嚴(yán)重，縮短了管道的使用時(shí)間，運(yùn)輸?shù)脑唾|(zhì)量也受到重創(chuàng)，還有可能出現(xiàn)原油泄漏的情況，這將對(duì)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染，也是原油企業(yè)的一個(gè)損失。該文通過(guò)對(duì)輸油管道腐蝕機(jī)理和防腐工藝的深入了解和研究，系統(tǒng)全面地闡述了輸油管道出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的原因，并對(duì)于輸油管道的防腐措施提出一些可行性意見(jiàn)和建議，以期能夠?qū)I(yè)內(nèi)人士具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：輸油管道 腐蝕機(jī)理 防腐工藝 原因分析

中圖分類號(hào)：TE988 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）03（c）-0042-02

螺旋焊縫鋼管，直縫電阻焊鋼管以及碳素鋼無(wú)縫鋼管是制作輸油管道最常使用的材料，地上架空這種方式使用的范圍和幾率很小，埋在地底下是絕大多數(shù)情況，管道內(nèi)部以及管道外面比較惡劣的自然條件下，化學(xué)、物理反應(yīng)出現(xiàn)的幾率十分高，這就為管道腐蝕埋下了隱患，腐蝕在造成管道自身出現(xiàn)損失的同時(shí)，導(dǎo)致管道無(wú)法正常繼續(xù)運(yùn)輸工作，為企業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，系統(tǒng)停輸，甚至管道結(jié)構(gòu)被徹底破壞才是最嚴(yán)重的后果，因?yàn)檫@就很有可能造成爆炸，引起可燃物的燃燒，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，以及對(duì)環(huán)境帶來(lái)危害等一系列嚴(yán)重后果，在導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，很有可能會(huì)威脅到人們的生命安全。因此，怎樣才能避免管道被腐蝕、被破壞是當(dāng)前必須受到關(guān)注的難點(diǎn)，同時(shí)也要盡快加大對(duì)管道防腐技術(shù)的研究工作力度，使管道的使用時(shí)間能夠更長(zhǎng)，原油的運(yùn)輸過(guò)程也能夠更加安全高效。

1 輸油管道的腐蝕機(jī)理

1.1 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕顧名思義就是因化學(xué)作用而引起的物體腐爛叫化學(xué)腐蝕?？諝庵械腛2、H2S、SO2、Cl2等和沒(méi)有外包裝的金屬管道相遇時(shí)，在金屬的表面上就會(huì)生成氧化物、硫化物、氯化物等。通常在溫度高的情況下金屬會(huì)被氧化，溫度適中，空氣相對(duì)干燥時(shí)，金屬是不會(huì)腐蝕的，氧化過(guò)程會(huì)有脫碳現(xiàn)象出現(xiàn)，還會(huì)生成一層氧化皮。另外，對(duì)金屬管道產(chǎn)生化學(xué)腐蝕的還有油品中多種形式的有機(jī)硫化物、環(huán)烷酸。

1.2 電化學(xué)腐蝕

還有一種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕，它是管道接觸到電解質(zhì)溶液時(shí)，在電化學(xué)作用下引起的腐蝕。他們之間是有區(qū)別的，引起電化學(xué)腐蝕的原因是由于形成原電池。埋地管道與含有水分的大氣、土壤和湖泊等都含有水分，接觸這些介質(zhì)中含有灰塵和CO2、SO2、HCl、NaCl等，這些都是不同濃度的電解質(zhì)溶液，和含有雜質(zhì)的地埋金屬管道相接觸，再者鐵元素和雜質(zhì)元素不同的電位，讓暴露在這些電解質(zhì)溶液中的金屬管道表面粘著一層薄薄的水膜。由于空氣中的酸性介質(zhì)，水能電離出H+和OH-，溶解的CO2、SO2等氣體越多，h的數(shù)值也跟著越多。含有H+、OH-、HCO3-、HSO3-等離子的溶液把鐵和雜質(zhì)包圍起來(lái)，原電池就形成了。身為陽(yáng)極的鐵和陰極的雜質(zhì)緊緊地貼在一起，引起電化學(xué)腐蝕源源不斷地發(fā)展，進(jìn)入水膜的鐵離子和移向雜質(zhì)的電子，結(jié)合水膜中的Fe3+離子和OH-離子，生成Fe（OH）2，在空氣中，F(xiàn)e（OH）2被O2氧化為Fe（OH）3，F(xiàn)e（OH）3加上Fe2O3粘在鐵上面，鐵銹就形成了。

2 管道防腐層檢測(cè)

要想全面地了解管道會(huì)受到什么樣的腐蝕威脅，必須要對(duì)埋入管道地段的土壤性質(zhì)，管道周圍的腐蝕條件，各種點(diǎn)法保護(hù)，以及管道防腐程度諸多方面進(jìn)行檢測(cè)。內(nèi)檢測(cè)技術(shù)還沒(méi)有得到普遍使用的時(shí)候，選頻變頻法是檢測(cè)防腐層絕緣電阻率的主要方法，管道的防腐性能時(shí)好時(shí)壞都可以由絕緣電阻率的檢測(cè)結(jié)果了解到。不把管道挖出來(lái)，就能夠知道并精確定位哪個(gè)地區(qū)哪一路段的輸油管道老化，或者腐蝕程度比較嚴(yán)重了，同時(shí)還能知道管道受腐蝕的程度、長(zhǎng)度等，這些信息為防腐層方案的科學(xué)制定提供了依據(jù)，就可以有目標(biāo)、有目的地進(jìn)行管道外防腐層的維修工作，極大程度上保證了管道的安全運(yùn)輸。

3 輸油管道的防腐措施

3.1 內(nèi)腐蝕控制措施

3.1.1 添加緩蝕劑

在眾多防腐措施里面，添加防腐劑不僅成本低，而且效果好。當(dāng)下來(lái)看，咪唑啉類的緩蝕劑是人們使用最頻繁的防腐劑，同時(shí)受到人們青睞的還有復(fù)合型緩蝕劑；在管道里面添加適當(dāng)量的鉻，對(duì)于延緩金屬被二氧化碳腐蝕的速度還是十分有效的；或者在管道里面加一些乙二醇，從而防止生成水合物，也是降低管道內(nèi)壁腐蝕程度的一項(xiàng)有效措施。

3.1.2 內(nèi)涂層和襯里保護(hù)

原油的類型不同，清潔度也是不一樣的，有的原油里面會(huì)有微生物以及水分等雜質(zhì)，這些殘留物促使原電池在管道內(nèi)部的形成，從而造成腐蝕，腐蝕必然會(huì)出現(xiàn)銹片，對(duì)原油的品質(zhì)產(chǎn)生不好的影響。涂覆層可以使集體金屬和腐蝕性介質(zhì)之間無(wú)法進(jìn)行直接接觸，有效降低了管道內(nèi)部腐蝕的發(fā)生幾率，對(duì)于管道使用時(shí)間的延長(zhǎng)發(fā)揮著重要的作用。

3.2 外腐蝕控制措施

3.2.1 外涂層

土壤其實(shí)是對(duì)輸油管管道有著一定的腐蝕作用的，而外涂層可以有效地將這兩者隔絕開(kāi)，這一方式對(duì)于管道的防腐工作十分有效，具體有下述幾個(gè)方面。

（1）環(huán)氧粉末熔結(jié)后可以起到防腐作用，這種方式絕大多數(shù)的土壤條件都可以使用，尤其是黏質(zhì)土壤，需要注意的是水位比較高的地區(qū)、沼澤地區(qū)以及巖石地段并不適用。

（2）三層PE防腐層。各類土地條件都可以使用這種方法，尤其是一些需要高強(qiáng)度機(jī)械，自然環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，比如：碎石土壤、石方段等。

（3）雙層環(huán)氧粉末防腐層。這種方法我國(guó)目前使用的還不是很多，尤其對(duì)于一些大口徑管線來(lái)說(shuō)，施工經(jīng)驗(yàn)還不時(shí)很成熟。這種方式絕大多數(shù)的土壤條件都可以使用，特別是在石方段地區(qū)以及定向鉆穿越地區(qū)，但是其成本比較高，通常只用于特殊的場(chǎng)所。

（4）煤焦油瓷漆防腐層。這種方法比較適合在一些腐蝕程度十分高，或者沒(méi)有嚴(yán)格的機(jī)械強(qiáng)度要求，以及溫度環(huán)境比較適宜的地區(qū)，特別是一些居住著很多生物的沼澤、灌木叢地區(qū)、植物郁郁蔥蔥以及地下水位比較高的地區(qū)。

3.2.2 陰極保護(hù)

強(qiáng)制電流保護(hù)法，以及犧牲陽(yáng)極保護(hù)法是保護(hù)陰極十分有效的兩種方式。一些口徑比較大的運(yùn)輸距離比較遠(yuǎn)的管道，可以使用強(qiáng)制電流，同時(shí)輔以犧牲陽(yáng)極這兩種方式結(jié)合來(lái)進(jìn)行保護(hù)。陰極電流保護(hù)技術(shù)在具有電源回路直流電，輔助陽(yáng)極串聯(lián)，從而達(dá)到保護(hù)金屬的效果，由此將所保護(hù)的金屬轉(zhuǎn)化為陰極，同時(shí)特別安裝的接地器起到連接直流電源的正極作用。

3.2.3 合理設(shè)計(jì)管道設(shè)備

要想降低管道的腐蝕程度，可以從管道的合理設(shè)計(jì)入手，例如：采用科學(xué)的防腐施工措施，管道制造過(guò)程中嚴(yán)格把關(guān)等，以此來(lái)達(dá)到降低腐蝕的效果。在建設(shè)管道，原油的運(yùn)輸過(guò)程中，加大對(duì)防腐管理工作的重視程度，這樣能夠有效地降低管道腐蝕事故的發(fā)生率。

綜上所述，輸油管道在地底下埋的時(shí)間越長(zhǎng)，可能被腐蝕被破壞的幾率也就越大，因?yàn)楦g是自然界無(wú)法改變的規(guī)律，那么只有從設(shè)計(jì)入手，全面地了解和分析管道腐蝕的各方面原因，針對(duì)原因進(jìn)行一系列的防腐措施，并在原油的運(yùn)輸過(guò)程中注重對(duì)管道的維修和日常保養(yǎng)，最大程度上降低管道的腐蝕破壞程度，延長(zhǎng)管道的使用時(shí)間，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔亮，馮紹華.淺談氯化橡膠涂料在重防腐涂裝中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（6）：93.

[2] 張亞春.油氣集輸管線內(nèi)防腐技術(shù)[J].石油知識(shí)，2014（3）： 34-35.

[3] 楊雙春，吳芳芳，張金輝，等.管道內(nèi)防腐技術(shù)研究進(jìn)展[J].當(dāng)代化工，2012（11）：1242-1245.

[4] 張寶銘，傅思亮.非開(kāi)挖技術(shù)在給水管道修復(fù)中的應(yīng)用[J].城市公用事業(yè)，2012，26（4）：27-30.

[5] 于龍.長(zhǎng)距離輸送埋地管道防腐技術(shù)[J].油氣田地面工程，2012，31（7）：30-31.