油氣集輸管道腐蝕的原因與對策

許偉　王遠飛

【摘 要】在油氣生產(chǎn)的過程中，由于油氣中具有一些腐蝕性的物質(zhì)，這樣很容易出現(xiàn)腐蝕的情況，進而引起管道穿孔或是泄露，這給油氣集輸帶來嚴重的安全隱患。所以，就要對油氣集輸管道的防腐問題進行研究，同時采用相應的防腐處理措施，進而提高管道的耐腐蝕性，提高管道的輸送效率，延長管道的使用時間。本文就對油氣集輸管道腐蝕的原因進行分析，同時提出有效的解決對策。

【關鍵詞】油氣集輸；管道；腐蝕；防腐

在油氣的集輸過程中，管道的腐蝕問題一直對傳輸工藝有著很大的影響，也影響了運行成本。在集輸體系內(nèi)，腐蝕會導致漏油、冒油，損害到管路和地面裝置，嚴重時甚至會發(fā)展爆炸和燃燒，對人民生命財產(chǎn)安全造成了很大的威脅。這就需要提升對管道腐蝕的認識，從其腐蝕原因出發(fā)探討對應的防腐方式。

1、油氣集輸管道腐蝕的重要性

新時期發(fā)展以來，我國經(jīng)濟呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢，在這種環(huán)境下，對于油氣的需求量不斷上漲。油氣集輸管道主要的作用是用來輸送石油與天然氣，由于物質(zhì)自身的特點，管道極易產(chǎn)生腐蝕變化。造成油氣集輸管線發(fā)生腐蝕問題的主要原因是由于油氣中所含有的二氧化碳、氧、硫化氫、氯離子等化學成分，這些物質(zhì)與金屬管道的內(nèi)部直接接觸，就會發(fā)生化學反應，在長期作用下管道內(nèi)部逐漸出現(xiàn)沙眼、穿孔等問題，如果嚴重的話就會產(chǎn)生泄露，這給油氣集輸工作帶來很大的安全隱患，不僅容易引發(fā)安全事故造成人員傷亡，還會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。通過多年的研究與分析發(fā)現(xiàn)，造成管道腐蝕問題容易產(chǎn)生以下幾方面的危害：第一，對設備、管道造成極大的損壞；第二，威脅油氣輸送工作的順利進行，甚至引發(fā)污染問題；第三，威脅工作區(qū)域的環(huán)境安全，打擾員工的生命健康；第四，造成嚴重的流失浪費，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟損失。總而言之，油氣集輸管道腐蝕問題的發(fā)生危害是非常嚴重的，必須認清產(chǎn)生腐蝕的主要因素，從根本出發(fā)解決管道腐蝕問題，這對于油氣集輸管道的運輸安全具有重要意義。

2、油氣集輸管道腐蝕原因

2.1外部腐蝕

管道在運行的過程中，其外側(cè)在長期接觸各類具有腐蝕性質(zhì)的情況下而發(fā)生腐蝕，外側(cè)面受到侵蝕主要包括溶解、原電池侵蝕以及侵蝕反應。對于埋地管道來說，土壤是其形成外腐蝕的主要因素，土壤的組成體系涵蓋了氣、固、液三相，在水和空氣的作用下而形成導體作用。土壤內(nèi)不均勻分布的氧造成了濃度差而導致原電池效應，金屬管理在此反應下會加速侵蝕速度。從侵蝕的方式看，其他造成腐蝕的形式還包括宏觀電池反應、微電池反應和微生物反應，以及金屬的不同而發(fā)生的宏觀電池效應。在管道接觸海水的情況下，其表面會形成電解質(zhì)溶液，由于管材材料的不同，在不同的區(qū)域內(nèi)會形成電位差，在海水的導電作用下而形成電路，這類原電池腐蝕會對管道外側(cè)造成面積不等的腐蝕。

2.2管道內(nèi)部腐蝕

通常情況下，管道內(nèi)部腐蝕與自然環(huán)境的聯(lián)系不大，油氣自身作用是導致管道內(nèi)部腐蝕的重要原因，二氧化碳和硫化氫是油氣的重要組成部分，硫化氫具有溶于水且與金屬發(fā)生化學反應的特點，一旦油氣集輸管道內(nèi)部的金屬離子化，就會導致管道內(nèi)壁腐蝕，再加上氧氣的作用，將會產(chǎn)生次級化學反應，出現(xiàn)硫酸等強酸性物質(zhì)，勢必會加快管道內(nèi)壁的腐蝕。與此同時，由于硫化氫反應產(chǎn)生的氫氣不斷增多，這就會導致氫脆現(xiàn)象，隨著油氣集輸管道內(nèi)氫氣的含量不斷增多，管內(nèi)的氣壓也會隨之增大，極有可能造成管道破裂。此外，物理沖擊同樣是導致管道內(nèi)部腐蝕的因素之一，管道內(nèi)存在著一定的砂礫、氣體和流體，這樣就會形成多項流體，其中的細碎顆粒和氣體會對管道產(chǎn)生一定的沖擊力，沖掉腐蝕物，會加快管道內(nèi)部的腐蝕速度，影響油氣的正常傳輸。

3、油氣集輸管道的防腐處理措施

3.1油氣集輸管道的內(nèi)防腐措施

針對油氣集輸管道的運行特點，對管道的內(nèi)壁實施防腐技術措施，提高管道的耐腐蝕性能，延長金屬管道的使用壽命，使其更好地完成油氣集輸?shù)娜蝿?。?yōu)選特殊材質(zhì)的管道材料，如應用合金鋼或者不銹鋼材質(zhì)，減少管道的腐蝕。防腐涂層處理，在金屬管道的內(nèi)部形成一層保護膜，防止腐蝕介質(zhì)的接觸，能夠延長管道的服役時間。通過在輸送介質(zhì)中加入緩蝕劑，延緩對管道的腐蝕，而達到防腐的效果。針對油氣集輸管線輸送的油氣的性能差異，優(yōu)選不同的油氣集輸管道材質(zhì)，使其達到最佳的防腐絕緣效果。

應用化學藥劑進行防腐設計，將緩蝕劑加入到輸送的介質(zhì)中，使其改變金屬的機械強度，減緩金屬的腐蝕，對金屬管道起到保護作用。選擇輸送介質(zhì)中加入少量的防腐緩蝕劑，就能達到更好的防腐效果，屬于經(jīng)濟適用的防腐技術措施。需要優(yōu)選緩蝕劑的種類，使其適應油氣輸送環(huán)境的需要。目前我國使用的緩蝕劑的主要成分是有機物，有機胺及季銨鹽類的緩蝕劑均能夠達到較好的防腐效果。優(yōu)選的緩蝕劑必須與地層水具有良好的配伍性，不允許發(fā)生沉淀反應，而堵塞管道或者油層的孔隙，而影響到油氣的開采效果。通過電鍍層進行內(nèi)壁的防腐處理，對金屬內(nèi)壁進行各種不同的電鍍處理，改善金屬管道的防腐特性。如果在鋼管的表面鍍錫，形成了陰極保護的防腐技術。而對金屬管道進行鍍鋅，就形成的陽極保護的防腐技術。當金屬鍍在金屬管道的表面后，就形成不同極性的保護形式，達到防腐的效果。涂料防腐技術措施的應用，應用防腐絕緣的涂料，對管道的內(nèi)壁進行涂層技術措施，也能夠達到預期的防腐效果。防腐涂料具有一定的親水增油的性能，使金屬管道的內(nèi)壁和腐蝕介質(zhì)之間具有一個隔離層，減少了金屬管道腐蝕的機會，避免腐蝕介質(zhì)的影響，而提高油氣集輸管道的運行效率?？梢圆捎盟嗌皾{的內(nèi)涂層技術，也可以應用玻璃鋼管內(nèi)襯技術措施，環(huán)氧樹脂粉末的內(nèi)涂層技術措施等，實現(xiàn)了金屬管道的內(nèi)壁涂層防腐設計，達到預期的防腐效果。

應用雙金屬復合管技術措施，達到防腐絕緣的效果。玻璃鋼內(nèi)襯和陶瓷內(nèi)襯的復合管技術，達到最佳的防腐效果。復合管的防腐效果比較突出，同時能夠防止結(jié)垢的現(xiàn)象出現(xiàn)，缺陷就是復合管的生產(chǎn)加工費用偏高，導致油氣集輸?shù)某杀驹黾?，需要慎重選擇。復合管防腐效果好，對鋪設工藝具有特殊的要求，否則很容易破壞玻璃鋼或者陶瓷的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而影響到防腐效果。未來金屬管道內(nèi)壁防腐處理的發(fā)展方向，需要進一步研究管道的內(nèi)壁腐蝕的機理，進行新型緩蝕劑的研究，開發(fā)新型的內(nèi)壁防腐涂料，提高防腐涂料的性能指標，使其更好地達到防腐絕緣的效果，而且體現(xiàn)價格低廉的特點。研發(fā)復合管的防腐特征，不斷應用高新技術措施，如應用納米技術，生產(chǎn)出高品質(zhì)的復合金屬管，使其達到最佳的油氣集輸效果，而對腐蝕的影響不大，提高了油氣管道集輸?shù)男省?/p>

3.2油氣集輸管道的外部防腐措施

油氣集輸管線擔負油氣集輸?shù)娜蝿?，一般埋藏于地下或者架空處理，要求金屬管線具有足夠的強度和耐腐蝕特性，對金屬管線的外壁進行涂層處理，如利用石油瀝青進行涂層，使其形成一層高強度的保護膜，能夠提高外壁的防腐效果。也可以給金屬管線的外壁包裹保溫材料，防止油氣集輸管線溫度散失，影響到油氣的正常集輸。油氣集輸管線的外壁涂料，必須滿足外壁的防腐絕緣要求，設計涂層的技術措施，優(yōu)化涂層處理的工藝，使涂層達到更高的防腐效果。為了防止金屬埋地管線與土壤形成原電池，而損壞金屬管線，采取陰極保護技術措施，提高埋地管線的耐腐蝕性。在油氣集輸現(xiàn)場，一般采取犧牲陽極的陰極保護措施，或者外加電流的陰極保護措施，使油氣輸送管線成為原電池的陰極，避免消耗管線，而導致管線破壞泄漏，影響到油氣的順利集輸。陰極保護技術的應用，可以選擇石墨電極作為陽極，達到陰極保護的效果。

4、結(jié)束語

通過對油氣集輸管道腐蝕的原因及對策的研究，分析各種腐蝕的原因，有針對性地采取相依難度防腐措施，既要防止管道內(nèi)壁的腐蝕，同時也要防止管道外表面的腐蝕，才能保證油氣集輸管道的使用壽命，提高管道輸送的效率。

參考文獻：

[1]楊國勝.油氣集輸管道的腐蝕機理分析及防腐探討[J].石化技術，2016，（8）：236.

[2]付程楚悅.油氣集輸管道腐蝕與防腐措施研究[J].化工管理，2016，（27）：203.

（作者單位：新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)莫北轉(zhuǎn)油站）