石油管道的應力腐蝕與防護

李肖斌

摘要：石油管道工程跨度較大，涉及地域范圍較廣，接觸環(huán)境較為復雜，同時受土壤、微生物等影響會出現(xiàn)腐蝕等問題。若未能采用適合方式進行解決，會影響管道使質(zhì)量，降低石油企業(yè)經(jīng)濟效益。因此，在石油工業(yè)中，必須重視石油管道腐蝕問題，并采用相應保護措施加強對管道防護，以此延長使用期限。基于此，本文主要圍繞石油管道防腐進行探討，重點分析應力腐蝕原理以及導致管道腐蝕的主要因素，并探討具體防護措施。

關鍵詞：石油管道;應力腐蝕;防護措施

前言：管道是石油產(chǎn)業(yè)運輸石油資源的重要工具，相比于其他方式可降低運輸成本，提高運輸效率和經(jīng)濟效益。但由于石油產(chǎn)業(yè)本身存在較高危險性，且對原油管道運輸安全性方面具有較高要求，使得管道質(zhì)量成為石油產(chǎn)業(yè)運輸中關注的重點。而影響管道質(zhì)量的一項重要原因為腐蝕，為降低管道本身性能被破壞，影響管道運輸石油資源安全性，對此必須做好防護措施，

1 石油管道應力腐蝕基本原理

對于石油管道而言，管道材料、質(zhì)量鋪設科學性，均會在不同程度上對其抗腐蝕性能產(chǎn)生影響，若管道鋪設施工后存在殘余應力或從外部施加應力，并經(jīng)受土壤腐蝕后，在多方面因素作用下，會對管道材料、結(jié)構造成破壞，形成應力腐蝕。若應力腐蝕過于嚴重，會導致管道出現(xiàn)裂紋，隨著裂紋斷裂，會對管道結(jié)構造成嚴重破壞，進而導致出現(xiàn)意外事故，造成嚴重經(jīng)濟損失。此類型腐蝕屬于管道腐蝕中一種較為常見腐蝕現(xiàn)象。

2 造成管道腐蝕主要因素

通過對造成石油管道腐蝕的多方面原因進行分析，常見有以下三方面：一是，管道鋪設環(huán)境。石油管道需要埋入地下，但地下環(huán)境潮濕，腐蝕性強，易腐蝕管道。地下環(huán)境中土壤中的鹽分、大量細菌以及電纜線路產(chǎn)生的電流，均會對管道造成不同程度侵蝕。二是，管道自身質(zhì)量。管道缺陷問題是造成管道被腐蝕的主要原因之一。一方面，材料管道材質(zhì)問題。當下石油管道以碳素鋼材料為主，該材料通常為微晶結(jié)構，此類結(jié)構抗腐蝕性不足，這會增加管道腐蝕風險。三是，管道防護不達標。管道鋪設前需要全面覆蓋防腐層，以此降低地下潮濕酸性環(huán)境對管道影響。但實際操作中，經(jīng)常因防腐蝕工作不規(guī)范或工作不到位，導致管道壁出現(xiàn)變形或破裂，長此以往會使防腐層破[1]，管道本身受到破壞。

3 石油管道應力腐蝕防護措施

石油化工企業(yè)在進行管道防腐維護中，常用措施有多種，但不同方式在使用中效果存在差異。同時在對使用相應措施進行管道防護期間，還要加強對相關影響因素進行考慮，以此保證防腐蝕效果，而針對應力腐蝕問題，常用措施有以下幾種。

3.1內(nèi)外涂層保護

內(nèi)外涂層，指的是將金屬與周邊電解質(zhì)溶解液隔離分開，使兩者間形成較高電阻，以此防止金屬出現(xiàn)電化學反應。在此過程中，一方面，科學合理運用外涂層防護。常用的外涂層保護措施有抗壓聚烯烴3層結(jié)構涂層，該結(jié)構包含3PE和3PP，其中3PE涂抹于在管道之前，施工人員經(jīng)常會使用頻感應加熱的方式，將管道表面溫度提高至200-250攝氏度，融化還原粉末，以此提升涂層防腐涂料耐腐蝕性，以及整個管道整體防護性能。另一方面，采用內(nèi)涂層方式進行保護。管道輸送的物質(zhì)主要為油水混合物，原油中硫化氫、二氧化碳等腐蝕性元素較多，為降低其對管道腐蝕性，應在內(nèi)部涂抹保護層，將混合物與管道隔離分開，降低其對管道影響，以此加強保護力度。

3.2緩蝕劑保護

為延長管道使用壽命，可采用添加緩蝕劑以加強對于管道的保護。為滿足工程防腐需要，在進行管道防腐工作中，應選擇一種或多種適合緩蝕劑，并通過一定比例配制后進行添加，以此提高管道防腐蝕能力。一方面，可使用緩蝕劑改變金屬表面狀態(tài)，從而進一步改變金屬腐蝕中陽性或陰極感應原理，降低反應原理速度，以此減緩對管道腐蝕速度。另一方面，緩蝕劑可以與水接觸的的金屬表面形成一層金屬保護膜，隔絕金屬本體與物料介質(zhì)的接觸，從而達到延緩腐蝕的目的。

3.3陰極保護措施

隨著科學技術發(fā)展，陰極保護措施在管道防腐領域中得到有效應用，將其與涂層配合使用，可提升防腐效果，并且在特定環(huán)境下極化電位會促使涂層脫落，進而影響外部防護。因此，在進行陰極保護防腐中，還需要加強對特定因素控制，這些因素主要包括耐老化性能、管道周邊土壤性質(zhì)及溫度等，加強對相關因素控制，利于發(fā)揮陰極保護措施作用。此外，陰極保護技術不斷發(fā)展成熟，深井陽極與淺埋陽極方式也得到推廣應用，該方式使用中需要以深井陽極為主，并通過淺埋陽極工作方式，在管道外側(cè)安置深井陽極，并將淺埋陽極則安置于管道附近。采用該方式能夠降低屏蔽或干擾對管道影響，利于能夠提高管道防腐性能，延長管道使用時間，可提高石油化工企業(yè)整體經(jīng)濟效益[2]。

3.4表面處理保護措施

隨著我國對資源能源需求增加，石油管道鋪設工程總量也不斷增加。同時因我國地理環(huán)境復雜多變，以導致管道在鋪設后受多方面因素影響，出現(xiàn)腐蝕性現(xiàn)象，進而影響管道本身質(zhì)量以及在石油運輸業(yè)中作用。因此，針對腐蝕性問題，應提升對石油管道防腐性能重視，并采用相應措施進行處理，而表面處理措施作為一種常用措施，在防腐方面發(fā)揮著重要作用。在生產(chǎn)加工期間，應對管道加工過程進行調(diào)整，以此減少應力產(chǎn)生?？墒褂脟娚暗确绞竭M行處理，消除加工期間產(chǎn)生的應力，提高管道防腐性能。其次，在對管道進行焊接期間，由于焊接位置經(jīng)常出現(xiàn)應力腐蝕，需要根據(jù)不同工作性質(zhì)進行焊接，從而保證焊接的金屬化學成分符合金屬管道材質(zhì)需要，從而降低應力腐蝕對管道影響。

結(jié)論：石油管道防腐蝕是石油產(chǎn)業(yè)中一項重要的系統(tǒng)化工程，為了提高石油管道使用期限，減少降低腐蝕事故發(fā)生風險，應加強對石油管道腐蝕了解，明確其基本原理以及導致的導致腐蝕的主要因素，同時應采用各類手段加強對管道腐蝕預防工作，以此提高管道耐腐蝕性能，保證管道可以在其生命周期里相對穩(wěn)定的運行，從而推動石油產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]馮學章，馮鈿芳，洪將領，等.應力對超級13Cr油鋼管內(nèi)腐蝕行為影響的數(shù)值模擬[J].熱加工工藝，2021，50（08）：20-25+30.

[2]李清，張德平，王薇，等.L80油管鋼實際腐蝕狀況評估及室內(nèi)電化學和應力腐蝕研究[J].中國腐蝕與防護學報，2020，40（04）：317-324.