油氣管道腐蝕因素分析及防護技術分析

呂 捷

（大慶油田有限責任公司第三采油廠基建工程管理中心，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

我國國土面積遼闊，能源供應環(huán)境十分復雜，現(xiàn)階段多采用管線運輸?shù)姆绞?，作為的主要的油氣資源運輸工藝，其中針對西北部、西南部等位置的油氣資源供應，更需要建設數(shù)千公里的油氣運輸管線。油氣管線一般深埋地下，使用環(huán)境十分復雜，存在較多的腐蝕誘因，如果不進行對應的防腐蝕處理，會嚴重降低管線的使用壽命，同時油氣管線部分存在較多的穿過城鎮(zhèn)情況，管線運輸安全與城鎮(zhèn)居民的生命財產(chǎn)安全有直接關系，為了提高管線的防腐防護工作能力，就必須對管線腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生原因展開深入的分析研究，對腐蝕機理有徹底的認識，基于腐蝕現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)在原因，制定對應的防護方法。

1 油氣管道腐蝕機理

1.1 油氣管道腐蝕概述

現(xiàn)階段我國油氣企業(yè)適用的運輸管道材質(zhì)多位碳鋼，為了保障管線的韌性一般采用含碳量較低的鋼材，結(jié)合我國管線的鋪設環(huán)境，導致管線腐蝕的誘因較多，但基于腐蝕發(fā)生位置和時間主要可以分為兩種：（1）由于管線常年埋與地下，受突然中水分、微生物、溫度以及人為等因素造成管線表面腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生；（2）是管線運輸?shù)氖?、天然氣、成品油等物質(zhì)中，存在較多可以腐蝕鋼材的成分，如硫化物等等，最終導致管線內(nèi)壁發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

1.2 油氣管道外壁腐蝕

油氣管道多深埋與地下，受土壤環(huán)境的特殊性質(zhì)決定，與地面環(huán)境相比存在更多的腐蝕誘因。土壤是一種成分相對復雜的混合物，其主要成本包括水、空氣以及無機鹽，不同地區(qū)的土壤成分相差較大，也是管線防腐的工作難點之一。土壤中導致管線腐蝕現(xiàn)象發(fā)生因素主要分為以下幾種：（1）電位差腐蝕，受管線鑄造工藝決定，管線使用鋼材在鑄造過程中很難完全去除雜質(zhì)，材料內(nèi)存在一定的熔渣以及氧化膜，這點在焊接位置更為明顯。不同雜質(zhì)有著不同導電能力，導致管線在土壤中存在較大的電位差，造成管線腐蝕；（2）土壤的特殊環(huán)境，為微生物的生存提供了環(huán)境支持，部分細菌等微生物會直接侵蝕管線防腐層已經(jīng)管線鋼材，造成管道腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，如厭氧硫酸鹽還原菌，該細菌在弱酸性透氣性透氣性差的突然環(huán)境中繁殖迅速，消耗還原性物質(zhì)，加速管線腐蝕。

1.3 油氣管線內(nèi)腐蝕

導致管線內(nèi)壁發(fā)生腐蝕的原因是，油氣內(nèi)攜帶的物質(zhì)與管線內(nèi)壁發(fā)生電化學反映導致的。主要分為如下幾個方面：（1）在油氣運輸過程中，尤其在原油的運輸中，不可避免的存在一定砂石等雜質(zhì)，在高速運輸中，對管線內(nèi)壁造成沖擊和侵蝕，導致腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生；（2）油氣內(nèi)存在硫化氫等物質(zhì)，在水中發(fā)生電離，從而引起腐蝕以及氫脆現(xiàn)象。

2 油氣管道防腐技術分析

2.1 油氣管道防腐涂層保護技術

通過在油氣管道內(nèi)外壁上增加防腐隔離層，降低管線與腐蝕性物質(zhì)的直接接觸，從而降低腐蝕發(fā)生速率，現(xiàn)階段主要采用三種防腐涂層。（1）有機防腐涂層，該涂層成本低廉，對微生物侵蝕有很高的抵抗能力，但機械性能和穩(wěn)定性較差，容易受到外力影響；（2）無機防腐涂層，該涂層具有卓越的抗氧化和耐高溫腐蝕特點，但制造成本較高；（3）復合材料涂層，如環(huán)氧富鋅底漆，可以有效環(huán)節(jié)管線電解現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 緩蝕劑技術

緩蝕劑技術主要應用于管道內(nèi)側(cè)。采用緩蝕劑可以改變腐蝕金屬或合金的表面，抑制原電池反應，減緩反應速度，僅需要少量緩蝕劑的加入，就能夠有效減緩腐蝕速度，延長管線使用年限。盡管目前我國已經(jīng)能夠自主生產(chǎn)大部分耐腐蝕材料，但由于技術能力不足，我國管道防腐產(chǎn)品的性能與國外相比仍有一定差距。因此，提高我國防腐涂料的制造工藝，使更多的新技術能夠應用于生產(chǎn)性能優(yōu)良、成本低、壽命長的油氣管道防腐材料具有重要意義。