石油管道防腐因素與腐蝕防護(hù)策略研究

陳頂立

摘 要：管道運(yùn)輸是石油生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)闹匾绞?，其運(yùn)行安全性、可靠性直接影響石油質(zhì)量。但是從發(fā)展實(shí)際情況來看，石油管道運(yùn)輸過程中受多種因素的影響不可避免的存在一些腐蝕性問題。文章在闡述石油管道防腐機(jī)理的基礎(chǔ)上，分析影響石油管道腐蝕的因素，并為如何做好石油管道的腐蝕防護(hù)進(jìn)行策略分析。

關(guān)鍵詞：石油管道；防腐蝕；因素；防護(hù)；策略

在石油勘探的不斷發(fā)展下，含硫化氫、二氧化碳、氯離子和水等多種腐蝕介質(zhì)的油田不斷出現(xiàn)，這些介質(zhì)的存在加大了對輸油管道的腐蝕，降低了油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在油田開發(fā)進(jìn)入到深入階段的情況下，輸送油管道的腐蝕情況變得更加嚴(yán)重，油田管道腐蝕穿孔次數(shù)不斷增多，嚴(yán)重干擾了油田工藝的安全。在這樣的情況下想要進(jìn)一步提升油田生產(chǎn)安全性，確保油田生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，需要做好油田輸送管道腐蝕和防護(hù)工作。

一、石油管道腐蝕機(jī)理

在分析管道腐蝕特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，管道腐蝕不僅會發(fā)生在防腐層宏觀破損位置上，而且還會發(fā)生在微觀破損位置上。從電化學(xué)腐蝕原理情況來看，在防腐層宏觀損壞的位置上，在陰極保護(hù)的作用下，防腐層破損位置上不具備腐蝕條件，而在防腐層的微觀位置上會形成地下水進(jìn)出通道，在防腐層和管體 發(fā)生剝離之后，陰極保護(hù)電流會受到屏蔽，由此使得管道形成保護(hù)死角，在防腐層和管體之間形成良好的腐蝕環(huán)境。

石油管道腐蝕過程可以具體分解為以下幾個步驟：第一，剝離條件的形成。管道上的石油瀝青防腐層在受上下擠壓的作用下兩邊會形成防腐層剝離傾向。第二，初始剝離、初始破損剝離。在石油瀝青防腐層使用時間的增加下，防腐層的性能會降低，由此出現(xiàn)的剝離傾向會變得更加嚴(yán)重。第三，初始破損。在石油瀝青防腐層剝離到一定程度的時候，防腐層在三點(diǎn)鐘、九點(diǎn)鐘的位置上會出現(xiàn)輕微的破損，破損情況滲入到通道之后會加速防腐層的剝離。第四，剝離和破損交替。在枯水期間，受管道內(nèi)熱油的影響，防腐層和管體之間的地下水會被剝離，由此在空隙內(nèi)部形成干濕交替的現(xiàn)象。

二、影響管道腐蝕的因素分析

（一）管道材質(zhì)和制作的影響因素

管道材質(zhì)和制造因素是導(dǎo)致管道腐蝕的內(nèi)在原因，特別是鋼材結(jié)構(gòu)管道的成分包含大量的非金屬組分，這些金屬組分在互相影響下會出現(xiàn)腐蝕和開裂現(xiàn)象，由此加劇整個管道腐蝕開裂的發(fā)生。

（二）管道所在的環(huán)境

管道在不同工作環(huán)境下往往會面臨不同的腐蝕情況，常見的腐蝕情況包含細(xì)菌腐蝕、土壤腐蝕、雜散電流腐蝕等。在氧氣缺乏的土壤中，一些細(xì)菌會深入到腐蝕過程中。細(xì)菌的存在會將可溶硫鹽轉(zhuǎn)換為硫化氫、鐵的作用，從而出現(xiàn)細(xì)菌腐蝕。土壤是具有固體、液體和氣體三相的毛細(xì)管多孔膠質(zhì)體。土壤的孔隙會被空氣和水填滿，水中所含有的鹽分會增強(qiáng)土壤的離子導(dǎo)電性、物理化學(xué)性質(zhì)不均性、金屬材質(zhì)電化學(xué)不穩(wěn)定性等，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)加劇了整個土壤的腐蝕程度。雜流電流是在地下流動 防護(hù)體系設(shè)計(jì)之外對整個金屬管道產(chǎn)生腐蝕破壞作用的一種電流，具體包含直流類型和咋流類型。

（三）管道實(shí)際使用應(yīng)力

管道在運(yùn)行的過程中，輸送的壓力和壓力波動也會在不同程度上導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂。從實(shí)際操作情況來看，在較高的壓力作用下管道內(nèi)壁往往會出現(xiàn)比較大的應(yīng)力，在應(yīng)力的過程中會加大管道腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

三、石油管道防腐措施分析

（一）加強(qiáng)對內(nèi)防腐技術(shù)的應(yīng)用

石油管道是進(jìn)行天然氣傳輸?shù)闹匾d體，且在石油和天然氣開采的過程中需要借助油井中的套管來將石油天然氣開采出來，在這個開采的過程中很容易出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。為此，在石油天然氣輸送施工過程中需要在管道內(nèi)部選擇應(yīng)用有效的防腐蝕技術(shù)，比如復(fù)合管施工技術(shù)、緩蝕劑、內(nèi)涂層防腐蝕技術(shù)等。在防腐蝕操作過程中所需要應(yīng)用的緩蝕劑包含有機(jī)酸鹽、嗎啡等。在選擇好內(nèi)涂層防腐蝕技術(shù)之后還需要對傳統(tǒng)的套管進(jìn)行升級處理，借助金屬復(fù)合材料來增強(qiáng)管道防腐蝕的性能，提升管道防腐蝕工作成效。

（二）加強(qiáng)對外防腐蝕技術(shù)的應(yīng)用

外防腐蝕技術(shù)主要是指在石油天然氣管道的外部應(yīng)用科學(xué)的防腐蝕施工技術(shù)。通過將外防腐蝕施工技術(shù)和內(nèi)防腐蝕施工技術(shù)的結(jié)合能夠有效提升石油天然氣管道的防腐蝕效果。外防腐蝕施工技術(shù)形式包含在管道外部涂抹環(huán)氧粉末、陰極保護(hù)技術(shù)等。

1、陰極保護(hù)技術(shù)

陰極保護(hù)技術(shù)的實(shí)施關(guān)鍵是在采用強(qiáng)制電流的基礎(chǔ)上，通過犧牲陽極來有效保護(hù)陰極。犧牲陽極法主要是指在施工過程中將被保護(hù)的金屬和一種可以提供保護(hù)電流的金屬、合金進(jìn)行連接處理，從而實(shí)現(xiàn)對被保護(hù)體的陰極化處理，有效降低腐蝕速率。強(qiáng)制電流保護(hù)方法的使用能夠?qū)⒈槐Ｗo(hù)的金屬和外部電源負(fù)極聯(lián)系在一起，借助外部的電源來保護(hù)電流，從而有效降低腐蝕速率。

2、雜散電流排流保護(hù)技術(shù)

在管道沿線和高壓輸電線路距離較近，且處于一種平行狀態(tài)的時候，高壓輸電線、電氣化鐵路會對整個管道的運(yùn)行產(chǎn)生干擾，由此加劇了對整個管道的腐蝕。針對這個問題，在管道施工過程中要盡可能的原理交流、直流電干擾源，實(shí)現(xiàn)對管線的排流保護(hù)。

3、涂層保護(hù)技術(shù)

在石油管道防腐蝕中常用的涂層保護(hù)技術(shù)包含溶解環(huán)氧粉末、三層PE結(jié)構(gòu)、煤焦油瓷漆等。溶解環(huán)氧粉末在和鋼管結(jié)合的時候能夠更好的適應(yīng)惡劣環(huán)境，但是這種防腐蝕技術(shù)對外界紫外線的適應(yīng)力較弱。三層PE結(jié)構(gòu)防腐蝕操作能夠利用高密度聚乙烯耐機(jī)械損傷和環(huán)氧粉末和鋼管的結(jié)合來達(dá)到理想的防腐蝕效果。煤焦油瓷漆的防腐蝕操作具有較低的吸水率和較強(qiáng)的絕緣性能，但是所適用的機(jī)械強(qiáng)度較低，適應(yīng)的范圍溫度比較狹窄。

（三）強(qiáng)化對管道監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

在管道監(jiān)測技術(shù)在使用的時候能夠精準(zhǔn)的分析出管道的實(shí)際情況，幫助相關(guān)人員分析管道的破損情況提供重要支持，從而在最大限度上避免危險(xiǎn)事故的發(fā)展。當(dāng)前，在石油管道領(lǐng)域常用的管道監(jiān)測技術(shù)包含線性極化技術(shù)、電化學(xué)噪聲技術(shù)、電阻法等。

（四）強(qiáng)化對管道檢測技術(shù)的應(yīng)用

管道檢測技術(shù)是確保管道質(zhì)量的重要技術(shù)形式，在先進(jìn)管道檢測技術(shù)的作用下能夠幫助相關(guān)人員更好的了解管道的使用情況，根據(jù)現(xiàn)有管道的應(yīng)用情況，管道檢測技術(shù)形式包含環(huán)境檢測技術(shù)、腐蝕層檢測技術(shù)形式、管道本體檢測技術(shù)形式等。其中，環(huán)境檢測技術(shù)形式主要是指對開采的土壤、植被、空氣等質(zhì)量進(jìn)行全面的檢測和分析。腐蝕層檢測技術(shù)U型是主要是借助電流衰減的效應(yīng)來和電流電壓法剝離技術(shù)等對管道防腐蝕層的功能進(jìn)行檢測。

結(jié)束語

綜上所述，從石油管道運(yùn)行實(shí)際情況來看，腐蝕是影響石油天然氣管道運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的重要因素，腐蝕現(xiàn)象的存在不僅會使得石油天然氣管道出現(xiàn)泄漏的現(xiàn)象，而且嚴(yán)重的還會威脅施工人員生命安全。為此，在新的歷史時期，需要相關(guān)人員結(jié)合石油管道發(fā)展實(shí)際情況，著重分析導(dǎo)致石油管道腐蝕的各個因素，并從管道檢測、管道監(jiān)測、管道內(nèi)外防腐蝕等方面思考怎樣優(yōu)化石油管道的防腐蝕工作，旨在能夠更好的確保我國石油管道的運(yùn)輸安全。

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