石油天然氣管道腐蝕及其防護(hù)措施研究

（遼河油田燃?xì)饧瘓F(tuán)公司，遼寧 盤錦 124010）

1 造成石油管道與儲(chǔ)罐腐蝕的原因

因?yàn)楦鬏斢凸艿酪约皟?chǔ)存罐使用頻率高、時(shí)間長(zhǎng)，而且大部分石油管道與儲(chǔ)罐的制作材料為金屬，但是石油作為一種天然能源，其本身存在少量的硫化物等成分，而這些成分會(huì)對(duì)金屬造成一定的腐蝕。從全球角度出發(fā)，石油資源的大量需求，以及各國(guó)之間對(duì)石油資源的激烈競(jìng)爭(zhēng)，所以油田為了增加石油的開(kāi)采量，滿足國(guó)家發(fā)展對(duì)石油的需要往往會(huì)在石油中加入許多添加劑，從而導(dǎo)致石油的含硫量越來(lái)越多，因此加劇了對(duì)管道的腐蝕，導(dǎo)致管道與儲(chǔ)罐的使用壽命并不能依據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的石油管道大部分都是由金屬材料構(gòu)成，但是這些材料在使用的過(guò)程中往往受到環(huán)境及氣候等因素的影響。兩者之間會(huì)發(fā)生間質(zhì)性反應(yīng)，導(dǎo)致管道與儲(chǔ)罐出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。所以管道的施工方式并不能緩解管道的腐蝕情況，無(wú)論是深埋施工還是架空施工，都會(huì)造成金屬的逐漸腐蝕。管道的腐蝕反應(yīng)最主要的原因是金屬與環(huán)境氣候等各類因素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)反應(yīng)等原因。

2 石油天然氣管道腐蝕的防護(hù)措施

2.1 合理使用防腐劑

在使用油田注水管道期間，可將防腐劑加入其中，進(jìn)而減慢管道腐蝕的速度，確保油田注水管道穩(wěn)定。而且防腐劑價(jià)格不高，被廣泛應(yīng)用于油田開(kāi)發(fā)。然而在使用防腐劑的時(shí)候，一定要參考管道材料性質(zhì)與管道厚度等指標(biāo)，確保選擇的合理性，充分發(fā)揮防腐劑藥性。一般情況下，防腐劑可細(xì)化成有機(jī)型與無(wú)機(jī)型兩種，因而要結(jié)合油田注水管道使用的具體狀況使用[1]。

2.2 外涂層防護(hù)

2.2.1 常溫層固化的陶瓷防蝕涂層

就我國(guó)天然氣管道的腐蝕情況而言，除了對(duì)其使用緩解腐蝕效果的緩蝕劑以外，還可以在天然氣管道外部進(jìn)行一些涂抹手段，從而延長(zhǎng)天然氣管道的使用壽命，在選用涂層前首先需要對(duì)管道的材質(zhì)進(jìn)行分析，根據(jù)不同的需求和管道所處的不同的環(huán)境選擇不同的涂層技術(shù)，比如煤焦油磁涂層技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)而言，具有吸水性較低、電絕緣性高的特點(diǎn)，并且這種涂層技術(shù)能夠杜絕植物根部的穿刺。除了對(duì)材料和管道材質(zhì)選擇以外，還需要注意管道的路線，防止管道因?yàn)橥獠恳蛩厥艿絺亩斐墒鹿?，影響管道的使用。最常使用的方式往往是通過(guò)常溫固化陶瓷防涂層為外部環(huán)境和天然氣管道之間增加隔絕，減少天然氣管道的腐蝕效果，通過(guò)這樣的方式解決腐蝕的問(wèn)題發(fā)生。

2.2.2 液體聚氯脂涂層

液體聚氯脂涂層對(duì)于天然氣管道的防腐工作中是相較于其他方式更為優(yōu)質(zhì)的方式，通過(guò)這樣的方式能夠更好地完成防腐工作，這種涂層使用時(shí)間較短，方便人員使用，并且使用這種涂層能夠很好地加強(qiáng)天然氣管道的抗磨效果。所以說(shuō)，工作人員在使用液體聚氯脂涂層作為天然氣管道涂層時(shí)能夠更有效地解決天然氣管道腐蝕的問(wèn)題，并且這種涂層對(duì)環(huán)境的要求較高，要求周邊環(huán)境保持一定的濕度，并且還需要保證天然氣管道自身的溫度也要保持在80%以下。

2.2.3 三層復(fù)合涂層

近些年，我國(guó)對(duì)天然氣管道的防腐工作越加重視，目前我國(guó)管道防腐處理使用的往往都是三層復(fù)合涂層，這種涂層主要是由環(huán)氧粉末作為涂層的最底層，以黏結(jié)劑作為三層涂層的中間部分，以聚烯烴作為整個(gè)涂層的最外部防護(hù)，這樣的涂層組合是將熔結(jié)環(huán)氧的優(yōu)秀防腐蝕功能結(jié)合了黏性，最終達(dá)到更好的保障防腐效果的。但是這樣的做法并不是沒(méi)有缺點(diǎn)，三層復(fù)合涂層在施工過(guò)程中操作復(fù)雜，并且三層復(fù)合涂層覆蓋到天然氣管道上后會(huì)導(dǎo)致天然氣管道表面形成腐蝕。這種腐蝕在我國(guó)一些地區(qū)的天然氣管道中有真實(shí)案例，并且被投入使用，我國(guó)一些重要的天然氣運(yùn)輸管道中都使用了這種三層復(fù)合涂層的方式加強(qiáng)天然氣管道的防腐。

2.3 管道陰極保護(hù)技術(shù)舉措

在石油天然氣管道進(jìn)行施工工作時(shí)，為了保護(hù)管道，避免其與陰極被侵蝕，施工人員可以對(duì)陰極進(jìn)行相關(guān)維護(hù)。那么陰極維護(hù)主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)，即電流陰極維護(hù)和犧牲陽(yáng)極的陰極來(lái)維護(hù)，施工單位及人員應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，選擇合適的陰極維護(hù)措施，并對(duì)石油天然氣金屬管道進(jìn)行維護(hù)。我國(guó)的防腐技術(shù)發(fā)展到今天，有著大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及調(diào)查數(shù)據(jù)可以進(jìn)行支撐，陰極保護(hù)法可以說(shuō)是最為有效的管道金屬防侵蝕的方法，在國(guó)內(nèi)大多數(shù)的施工單位中，它也備受追捧。其原因就是運(yùn)用石墨進(jìn)行操作，即選擇極陽(yáng)的材料，能夠有限地防護(hù)其受到運(yùn)輸過(guò)程中的物質(zhì)腐蝕，這個(gè)材料可以說(shuō)是現(xiàn)階段最有用的材料，它能夠降低金屬管道的危險(xiǎn)性，增加安全性，有利地避免安全事故的發(fā)生，避免人員傷亡及財(cái)產(chǎn)的流損，給人們提升人身安全的保障，也促進(jìn)了相關(guān)領(lǐng)域及國(guó)家的繁榮發(fā)展。

2.4 保護(hù)膜涂層防腐

保護(hù)膜防腐實(shí)質(zhì)上指的就是通過(guò)為石油管道適配相應(yīng)的化學(xué)材料，對(duì)石油管道的外層環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，從而將石油管道和外界相隔離，減少外界腐蝕因素對(duì)石油管道造成的損害，從而達(dá)到石油管道的防腐處理。一般來(lái)講，保護(hù)層防腐是石油管道防腐中最常見(jiàn)的保護(hù)方式之一，該方案具有價(jià)格便宜和操作方面的優(yōu)勢(shì)，所以在實(shí)際的石油管道防腐保護(hù)中得到了大量的應(yīng)用。雖然該方法較為實(shí)用，但是在實(shí)際應(yīng)用中還是有著許多問(wèn)題需要進(jìn)一步的改進(jìn)，其中最主要的問(wèn)題就是涂層容易遭受到損害。在石油的實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中，因?yàn)楣艿罆r(shí)常和外界事物產(chǎn)生碰撞和摩擦，所以久而久之便會(huì)造成石油外涂層的磨損損害。因此降低了涂層的使用壽命，從而導(dǎo)致其防腐效果達(dá)不到理想目標(biāo)[2]。為了減少這種情況的發(fā)生，就要依據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行進(jìn)一步的處理，選擇恰當(dāng)?shù)姆雷o(hù)保護(hù)方法。首先可以對(duì)涂層的原料進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，讓涂層盡可能的達(dá)到最優(yōu)的防腐保護(hù)效果，所以在實(shí)際的防涂層材料中，常使用二層聚乙烯和三層聚乙烯等成分。將優(yōu)化后的燃料對(duì)水管道與儲(chǔ)存罐進(jìn)行再次的涂層技術(shù)方面的加工，盡量保證涂層可以滿足管道和儲(chǔ)存罐的防護(hù)需要。在實(shí)際應(yīng)用中石油管道與儲(chǔ)存罐的防腐，往往需要實(shí)行三層涂層防護(hù)處理，首先管道與儲(chǔ)存罐最里面的一層涂料往往是環(huán)氧粉末，中間一層為粘結(jié)劑，圖層的最外層為聚烯烴。三層防護(hù)涂層技術(shù)可以有效的對(duì)石油管道進(jìn)行防腐最大限度的提升，最終減少了在實(shí)際過(guò)程中因?yàn)榕鲎矓D壓造成的防腐涂層的損壞，從而降低石油管道儲(chǔ)存罐的防腐效果。能夠有效避免石油管道與儲(chǔ)存罐，因?yàn)楦g帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和危險(xiǎn)。

2.5 水中除氧

若水中溶氧量增加會(huì)使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以在注水管道防腐工作中，為更好地防治水中溶氧腐蝕金屬的程度，可采取兩種措施：一是針對(duì)水質(zhì)實(shí)施除氧措施，將化學(xué)除氧劑添加其中。通過(guò)對(duì)物理除氧方式的運(yùn)用，借助加熱形式將水中含氧量去除；二是陰極保護(hù)。主要指的就是利用外部電流轉(zhuǎn)變金屬腐蝕電位，使得腐蝕幾率不斷下降。在長(zhǎng)期實(shí)踐過(guò)程中，埋地鋼質(zhì)管道需聯(lián)合使用防腐涂層和犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)的形式加以保護(hù)，效果相對(duì)理想。

2.6 增強(qiáng)對(duì)天然氣管道的監(jiān)管能力

實(shí)施對(duì)天然氣管道的防腐工作的主要目的是更好的保障天然氣管道的使用壽命，通過(guò)對(duì)管道的保護(hù)使天然氣管道的腐蝕問(wèn)題得到轉(zhuǎn)機(jī)。所以需要相關(guān)工作人員對(duì)天然氣管道的監(jiān)管工作提高重視，加強(qiáng)管理人員的監(jiān)管意識(shí)，推動(dòng)天然氣管道維護(hù)和管理工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是我國(guó)目前的天然氣管道防腐效果相對(duì)而言較差，導(dǎo)致天然氣管道工作無(wú)法切實(shí)有效的開(kāi)展，所以天然氣管道管理工作人員必須要對(duì)監(jiān)管工作提起重視，首先需要將自身擺在管理者的位置，建立更加專業(yè)的監(jiān)管團(tuán)隊(duì)，通過(guò)專業(yè)的培訓(xùn)工作使工作人員能夠接受到更加專業(yè)的培訓(xùn)，提高工作人員天然氣管道防腐知識(shí)以便于后期工作的開(kāi)展更加便利；其次需要建立相對(duì)更加完善的獎(jiǎng)懲機(jī)制，使每個(gè)工作人員都能明白自身的工作職能，并落實(shí)到具體的管理工作中[3]。

2.7 聚乙烯膠黏帶技術(shù)

全球化發(fā)展的當(dāng)下，防腐材料也層出不窮，在這之中較為先進(jìn)的就是聚乙烯，聚乙烯膠黏帶技術(shù)就是在運(yùn)輸管道外側(cè)涂上聚乙烯涂料，在中間的部分涂上粘接劑，最后步驟就是在底層部分涂抹溶解環(huán)氧粉末。這個(gè)技術(shù)能夠有效地保護(hù)好運(yùn)輸管道，這個(gè)技術(shù)的重點(diǎn)在于兩個(gè)涂層能夠進(jìn)行互補(bǔ)，這樣可以有效提升管道的防腐特性，聚乙烯膠黏帶技術(shù)也是現(xiàn)如今石油天然氣防腐最為實(shí)用的技術(shù)之一。除了它的優(yōu)點(diǎn)之外，其缺點(diǎn)也是不容忽視的，其防腐涂層易被土壤中的介質(zhì)所腐蝕，并且在高溫環(huán)境下，極易出現(xiàn)陰極隱蔽的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生主要就是因?yàn)槭吞烊粴夤艿赖酿そY(jié)力及電阻相對(duì)較高。

2.8 石油瀝青涂層技術(shù)

在眾多石油天然氣管道涂料中使用年限最長(zhǎng)的就是石油瀝青，石油瀝青的悠久歷史也印證了這個(gè)涂料的可實(shí)用性，并且石油瀝青的成本小，運(yùn)輸也十分便捷，這也是它備受歡迎的重要因素。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛的今天，人們對(duì)于管道材料的要求越來(lái)越高，所以石油瀝青的涂料缺點(diǎn)也越發(fā)突出。在進(jìn)行涂層操作時(shí)，極易吸收到水分，老化也是常態(tài)，在高溫條件下，其抵抗能力薄弱，當(dāng)有植物根莖出現(xiàn)時(shí)，極易破壞石油天然氣管道，石油瀝青的缺點(diǎn)也降低了其地位?？偟膩?lái)說(shuō)，石油瀝青材料需要在無(wú)根及無(wú)微生物的環(huán)境中進(jìn)行操作，并且土壤的溫度也需適宜，不能處在高溫環(huán)境之下。

3 結(jié)語(yǔ)

腐蝕現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在石油天然氣管道運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，在石油天然氣發(fā)展迅速的當(dāng)下，腐蝕的出現(xiàn)也是由各種因素引起的，這不僅僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，也大大提升了安全事故發(fā)生的概率，阻礙石油天然氣領(lǐng)域的發(fā)展。所以在操作中，相關(guān)單位和人員應(yīng)該有針對(duì)性的選擇相關(guān)舉措來(lái)進(jìn)行防護(hù)，提升防腐蝕性是極為必要的，這可以推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的繁榮發(fā)展。