石油管道防腐因素與腐蝕防護(hù)策略分析

葉萬祿 翟于富 李萌萌

摘要：石油是人類社會(huì)發(fā)展的必要能源，石油的開采、加工、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)都是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在石油的運(yùn)輸中，通常采用管道運(yùn)輸?shù)姆绞絹砑訌?qiáng)運(yùn)輸過程中的安全性，因此石油管道質(zhì)量是影響石油運(yùn)輸安全的關(guān)鍵因素，為了減緩石油管道的腐蝕速度，需要對(duì)腐蝕產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，才能夠提出相應(yīng)的腐蝕防護(hù)策略。本文從石油管道的腐蝕因素出發(fā)，探討了如何有效防止石油管道過度腐蝕。

關(guān)鍵詞：石油管道;防腐蝕;防護(hù)策略

引言：

石油是一種成分較為復(fù)雜的能源，石油中包含的許多物質(zhì)例如硫化氫、氯化物等，都將對(duì)石油運(yùn)輸管道產(chǎn)生腐蝕作用，大大減少管道的使用壽命，并帶來潛在的安全隱患。同時(shí)，石油管道的腐蝕大大加重了石油開采的運(yùn)輸成本，降低了石油開采企業(yè)的收益率。當(dāng)油田開采量逐漸上升時(shí)，腐蝕問題也將更加突出。因此，無論是安全角度還是在企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益角度，石油管道的腐蝕問題應(yīng)當(dāng)引起石油開采企業(yè)的重視。

一、石油管道的腐蝕因素分析

（一）石油管道所在環(huán)境

石油管道的腐蝕程度與石油管道所處的地理環(huán)境息息相關(guān)，從腐蝕發(fā)生的原理分析，石油管道除了受到石油本身的許多腐蝕物質(zhì)的影響，還受到外部環(huán)境的腐蝕物質(zhì)的影響。常見的腐蝕包括土壤腐蝕、細(xì)菌腐蝕、以及電流腐蝕等。例如細(xì)菌腐蝕，細(xì)菌腐蝕的發(fā)生，是由于在氧氣極為缺乏的土壤條件下，部分細(xì)菌土壤中可溶硫鹽轉(zhuǎn)化為了硫化氫等腐蝕物。這些腐蝕物將與石油管道中的金屬元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的其他化合物，管道的使用壽命受到了影響[1]。另外，由于土壤中存在水分，水的存在會(huì)增加離子間的導(dǎo)電性，進(jìn)而加速腐蝕的進(jìn)程。

（二）石油管道的材質(zhì)

石油管道的材質(zhì)是腐蝕發(fā)生的內(nèi)在因素。例如鋼結(jié)構(gòu)的管道中往往不是純鐵打造，加入了適量的碳等元素，這些非金屬的成分為金屬腐蝕提供了條件。管道容易產(chǎn)生裂痕甚至開裂。一旦管道有內(nèi)在的裂痕產(chǎn)生。其腐蝕速度將逐漸加快，此時(shí)管理人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取措施以防止整個(gè)管道的開裂。另外，由于受到使用應(yīng)力的影響，石油管道由于材質(zhì)的不同，也將出現(xiàn)不同程度的開裂。從實(shí)際的情況可以知道，較高的運(yùn)輸壓力將使石油管道壁面臨巨大的應(yīng)力，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)小裂痕。此時(shí)即使內(nèi)部涂有保護(hù)涂層，管道仍然會(huì)受到來自縫隙中腐蝕物的影響，從而加速管道的腐蝕速度，可見材質(zhì)的影響是多方面的。

（三）石油中的腐蝕物

管道在實(shí)際的使用過程中，不可避免地受到石油本身腐蝕物的影響。輸送過程中，石油中的氫化物將長期與管道進(jìn)行接觸，腐蝕程度雖小但隨著時(shí)間的推移影響日益顯著。但由于石油管道內(nèi)部在使用后無法進(jìn)行檢查，因此無法準(zhǔn)確地知道腐蝕的程度。因此為了保證管道運(yùn)輸安全，應(yīng)當(dāng)定期及時(shí)更換管道，或者采取延長管道壽命的措施。

二、石油管道的腐蝕防護(hù)策略分析

（一）加強(qiáng)外部防腐技術(shù)的應(yīng)用

外部防腐技術(shù)主要是應(yīng)用于石油管道外部的防腐技術(shù)，常見的方式包括陰極保護(hù)技術(shù)和涂層保護(hù)技術(shù)。陰極保護(hù)技術(shù)的原理是采用電流的方式，犧牲陽極以保全陰極。在管道鋪設(shè)的過程中，需要將保護(hù)的金屬管道與提供保護(hù)的金屬進(jìn)行連接，此時(shí)注意將需要保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極進(jìn)行連接。借助外部的力量來保護(hù)管道，降低管道的外部腐蝕速率。涂層保護(hù)法是應(yīng)用最為廣泛的一種防腐蝕方法，因?yàn)槠洳僮骱唵尾⑶页杀据^低，因而在石油管道的防腐中發(fā)揮著重要的作用[2]。涂層的主要成分是溶解的環(huán)氧粉末、煤焦油瓷漆等。溶解的環(huán)氧粉末涂層能夠幫助鋼結(jié)構(gòu)管道適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，但其受紫外線的影響較大，因此不適用于紫外線強(qiáng)的區(qū)域。煤焦油瓷漆具有較強(qiáng)的防水性以及絕緣性，但其不適用于機(jī)械強(qiáng)度較高，溫差變化較大的區(qū)域。

（二）加強(qiáng)內(nèi)部防腐技術(shù)的應(yīng)用

為了增強(qiáng)管道的內(nèi)部腐蝕性，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用專業(yè)的內(nèi)部防腐技術(shù)來減緩腐蝕的速度。例如常見的復(fù)合管施工技術(shù)、緩蝕劑、以及內(nèi)部涂層等。緩蝕劑的主要成分是有機(jī)酸鹽、嗎啡等。緩蝕劑以及內(nèi)部涂層的選擇需根據(jù)石油包含的腐蝕物來確定，在選擇好對(duì)應(yīng)的緩蝕劑以及內(nèi)部涂層后，仍需要對(duì)無處理的管道進(jìn)行升級(jí)，在管道材質(zhì)的選擇上，盡量選擇成本低、可替換、耐高壓的材料，在管道的生產(chǎn)中要不斷進(jìn)行石油運(yùn)輸?shù)膲毫δM實(shí)驗(yàn)，并落實(shí)腐蝕防護(hù)措施，以確保最終的生產(chǎn)成果符合管道要求。例如可采用材質(zhì)為復(fù)合材料的管道來提升管道的防腐蝕性能。

（三）加強(qiáng)管道的防腐檢測技術(shù)

加強(qiáng)對(duì)石油管道的防腐檢測，有助于幫助管理人員更好地了解管道的受腐蝕情況，從而為管道破損的原因?qū)ふ姨峁┲С郑M(jìn)而為其他同類型的管道提供參考，避免安全事故的發(fā)生。防腐技術(shù)的檢測包括對(duì)環(huán)境、腐蝕層、以及管道本體的檢測。其中對(duì)環(huán)境監(jiān)測主要是分析土壤、氣候等情況[3]。腐蝕層主要是借助電流來反映腐蝕層的防腐功能。

三、結(jié)束語

總而言之，從我國石油管道的實(shí)際運(yùn)行情況可知，腐蝕是影響石油運(yùn)輸?shù)氖滓蛩亍８g的出現(xiàn)不僅可能導(dǎo)致石油的泄漏，還可能會(huì)威脅到工作人員的生命安全。為了排除安全隱患，相關(guān)人員需結(jié)合石油管道的實(shí)際情況，逐步分析腐蝕因素，從管道內(nèi)部、外部等多方面思考腐蝕防護(hù)的優(yōu)化措施，從而保護(hù)石油運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

參考文獻(xiàn)：

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[3]王秉華，何偉宏.管道石油天然氣腐蝕防護(hù)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)展分析[J].石化技術(shù)，2018，025（001 ）：235.