淺析油氣長輸管道腐蝕現(xiàn)狀與防護對策

李強

（國家管網(wǎng)集團西部管道酒泉輸油氣分公司，甘肅張掖 734000）

0.引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對油氣資源的需求在不斷增加，油氣長輸管道規(guī)模也在不斷擴大，很好地滿足了油氣傳輸需要。油氣長輸管道一般是埋設在地底下的，由于管道所處環(huán)境的特殊性使得油氣管道很容易出現(xiàn)腐蝕問題，主要表現(xiàn)在管道內(nèi)壁腐蝕和管道外壁腐蝕。在地表環(huán)境中，管道外部很容易受到潮濕環(huán)境的腐蝕，而管道作為油氣輸送的載體，管道輸送的油氣中含有一定的腐蝕性的介質(zhì)，容易使得管道內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕，進而影響到管道輸送功能和油氣質(zhì)量。因此，我們必須深入了解油氣長輸管道腐蝕研究，采取有效的防護措施，保護油氣長輸管道，防止管道出現(xiàn)腐蝕，保證油氣的高效傳輸。

1.我國油氣長輸管道腐蝕現(xiàn)狀

我國油氣長輸管道的建設始于1958年，管網(wǎng)涉及東北、華北、新疆和四川盆地等地區(qū)[1]。初期，為了促進經(jīng)濟的快速發(fā)展，油氣長輸管道分布大、管徑分布范圍廣，這一時期的管道防腐技術(shù)并不先進，管道的覆蓋層多以石油瀝青玻璃布結(jié)構(gòu)為主，這種處理不能起到很好的防腐效果，這也使得管道腐蝕現(xiàn)象比較嚴重。縱觀我國油氣長輸管道線路來看，雖然油氣長輸管道線路不斷增長，但是管道腐蝕問題依然存在，尤其是我國中部和東部沿海地區(qū)，這些地區(qū)的長輸管道腐蝕非常嚴重，主要反映在中原油田、勝利油田、大港油田、長慶油田等。在我國中原地區(qū)，多以高含水、低流速、滲水流程的集輸管線和注水管道的內(nèi)腐蝕比較突出，其他地區(qū)則表現(xiàn)為外部腐蝕為主。近年來，隨著油氣長輸管道防腐技術(shù)的不斷更新，我國一些地區(qū)的長輸管道防腐工作也取得了一定的成績，尤其是東北和西北地區(qū)的長輸管道，由于管理到位、防護措施得當，再加上這些地區(qū)的土壤干燥，不易發(fā)生細菌腐蝕，使得這些地區(qū)的管道發(fā)生腐蝕的次數(shù)較少[2]。

2.我國油氣長輸管道腐蝕形成的原因

油氣長輸管道腐蝕是一個不可避免的問題，嚴重的管道腐蝕不僅會影響到油氣的正常傳輸，還會影響油氣質(zhì)量。油氣長輸管道腐蝕原因大致可歸為主管和客觀兩類。主觀原因涉及防腐工藝不合理、管道維修不及時、人為破壞等，客觀原因涉及管道所處環(huán)境干擾、輸送介質(zhì)的化學成分等。筆者通過查閱大量資料，總結(jié)了油氣長輸管道腐蝕發(fā)生的幾點原因，現(xiàn)將具體內(nèi)容作如下介紹。

2.1 油氣長輸管道腐蝕形成的客觀原因

（1）土壤的腐蝕。油氣長輸管道一般都是埋設在地下，管道很容易受到土壤的腐蝕。土壤之間存在著一些空氣、水以及鹽等其他物質(zhì)，這些物質(zhì)都具有明顯的電解質(zhì)。如果金屬管道處于土壤電解質(zhì)溶液中，就會構(gòu)成腐蝕電池，主要分為2類：第一類，在鋼管表面不同狀態(tài)下所形成的微腐蝕電池，由于鋼管表面產(chǎn)生的條件效應，而出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象；第二類，土壤腐蝕介質(zhì)的差異性，形成了腐蝕電池。油氣長輸管道與土壤長時間的接觸，會侵蝕管道表面，尤其是當土壤中的pH值較低、土壤含水量大、電阻率小時，這些特性決定土壤具有很強的腐蝕性。還有就是土壤中含有許多微生物和細菌，會給管道表面造成電化學腐蝕，進而影響到管道的安全使用。

（2）各種腐蝕性介質(zhì)引起的腐蝕。油氣長輸管道是輸送油氣的，油氣長輸管道內(nèi)部會與輸送的油氣產(chǎn)生直接型的接觸，而油氣中含有的許多介質(zhì)都會對管道內(nèi)壁帶來一定的腐蝕，如油氣中的SO2、H2S、SO2等介質(zhì)會與管道內(nèi)部產(chǎn)生化學反應，形成化學腐蝕。另外，長輸天然氣管道具有輸量大和輸送距離長等特征，在輸送的過程中會處于高溫高壓的環(huán)境中，但在高溫高壓的環(huán)境中會增加酸性氣體的活動能力，使天然氣管道的內(nèi)壁被快速腐蝕，容易引發(fā)油氣泄露。

（3）地下植物根系生長穿透覆蓋層引起的外壁腐蝕。在油氣長輸管道中，地下植物根系生長穿透覆蓋層導致管道外壁腐蝕也是一個比較常見問題。如果油氣長輸管道處于一個多水環(huán)境中，如大港、大河等油田攤海地區(qū)很容易生長如蘆葦一樣的植物，這些植物的根莖容易穿透瀝青防腐層，導致防腐層失去防腐作用，地下水會隨著穿透點接觸管道外壁，而在潮濕的環(huán)境下，油氣長輸管道很容易發(fā)生銹蝕。

（4）海水腐蝕。海水腐蝕是指油氣長輸管道在海洋環(huán)境中發(fā)生的腐蝕。在海洋環(huán)境中，海水的主要成分就是氯化鈉，這種化學成分有著較強的腐蝕性，當油氣長輸管道經(jīng)過海洋環(huán)境時，長時間的海水浸泡會腐蝕管道外壁。

2.2 油氣長輸管道腐蝕形成的主觀原因

（1）防腐工藝不合理。在油氣長輸管道建設過程中，防腐處理是一道不可或缺的工序，防腐施工質(zhì)量高低直接影響到了管道質(zhì)量。就目前來看，在油氣長輸管道施工中，一些施工單位并沒有按照標準的施工技術(shù)要求進行，防腐處理不到位，如預制除銹不徹底、吊裝時鋼絲繩損壞瀝青絕緣層、接頭焊接處未及時修正等，這些問題會影響到油氣長輸管道的預期壽命，容易造成長輸管道出現(xiàn)腐蝕。

（2）維護與管理不到位。目前，我國長輸管道采用的是陰極保護技術(shù)，這種技術(shù)很好地保護了油氣長輸管道的正常運輸，但是在實際運行過程中也容易出現(xiàn)一些問題，如儀器設備可靠性差，就會影響到陰極保護系統(tǒng)的正常運行。陰極保護管理缺失，沒有安排專業(yè)人員負責陰極保護數(shù)據(jù)的收集，以至于對長輸管道運行狀態(tài)不了解，許多油氣長輸管道往往是在發(fā)生腐蝕后才被發(fā)現(xiàn)，不能做到防范于未然。

（3）外力破壞。隨著我國城市化建設步伐的加快，城市規(guī)模也在不斷擴大，這種擴大也會對原有的長輸管道造成一定的破壞。雖然油氣長輸管道建成后都會在管道覆蓋區(qū)域設置警示牌，但是后期城市規(guī)劃中，一些施工單位往往會忽略這些問題，以至于長輸管道受到了外力的破壞，造成管道受損，而受損的管道很容易出現(xiàn)腐蝕問題。另外，個別人會故意破壞地下管線，如偷油、竊取陰極保護設備等，他們?yōu)榱艘患核嚼?，不惜違法，破壞油氣長輸管道。

3.油氣長輸管道防腐的重要性分析

油氣長輸管道材質(zhì)多樣，其中鋼材料的長輸管道應用最為廣泛。鋼作為一種金屬類材質(zhì)，以這類材質(zhì)為主的油氣長輸管道需要高度注重防腐工作。油氣長輸管道所處的環(huán)境比較特殊，有的管道埋設在地底下，有的管道需要穿過河流、海洋，而復雜的外部環(huán)境會給油氣長輸管道安全造成影響。以土壤環(huán)境為例，如果油氣長輸管道所處環(huán)境中的土壤pH值較低、含水量大、電阻率小時，油氣長輸管道就容易遭受土壤腐蝕。再如，油氣長輸管道經(jīng)過潮濕的水環(huán)境，如果管道的防潮、防銹、防腐工作不到位，管道就容易出現(xiàn)銹蝕。一旦油氣長輸管道遭受腐蝕，管道就容易破裂，尤其是油氣在傳輸過程中會產(chǎn)生巨大沖擊，油氣在經(jīng)過有腐蝕的管道時，很容易沖斷管道，造成油氣泄露，進而污染當?shù)氐沫h(huán)境，嚴重的還會引起爆炸，給人的生命安全及財產(chǎn)造成威脅。因此，在油氣長輸管道建設中，我們需要高度重視管道的防腐工作。油氣長輸管道防腐工作不僅關(guān)系著油氣長輸管道功能發(fā)揮，更關(guān)系著廣大民眾的生命安全和我國經(jīng)濟的發(fā)展。做好油氣長輸管道防腐工作，可以減少甚至避免管道腐蝕問題的發(fā)生，進而保證油氣長輸管道安全、高效運行，促進油氣資源的高效利用。

4.油氣長輸管道腐蝕防護對策

在油氣長輸工程中，一般采用地下埋設和架空敷設的方法處理管道，但是管道容易受各種因素的影響而出現(xiàn)腐蝕問題，進而影響到管道使用時間和油氣質(zhì)量，嚴重的還會引發(fā)油氣泄露，進而污染環(huán)境，容易引發(fā)火災、爆炸等事故。因此，在油氣長輸管道工程建設中，我們需要高度重視管道的防腐工作，采取有效措施，避免油氣長輸管道出現(xiàn)腐蝕。

4.1 涂層防腐

為了降低土壤對油氣長輸管道的腐蝕影響，可以在管道外壁涂抹防腐材料，增強管道外壁的防腐性能。（1）在長輸管道外壁涂抹煤焦油瓷漆，煤焦油瓷漆有著很好的防腐性能，而且材料成本較低，能夠很好地保護油氣長輸管道，但是這種材料對溫度要求較高，如果溫度不符合標準就無法達成防腐效果。（2）涂抹PE防腐材料，這種防腐材料成本低，而且絕緣性好、絕水性高，在應用這種防腐材料時，需要避免管道長期被紫外線照射。（3）PE 3層防腐，這種防腐措施主要是利用環(huán)氧粉末來保護管道表面，增強管道表面的防腐性能。

4.2 電化學防腐措施

目前，我國油氣長輸管道建設都采用犧牲陽極的陰極保護法來保護油氣長輸管道。為了保證陰極系統(tǒng)的高效運作，在安裝陰極保護系統(tǒng)時，應把點絕緣裝置安裝到管道的進口位置，以此保護陰極電流。如果絕緣接頭位置和管道的防腐蝕層出現(xiàn)故障，可以在此位置安裝一個接地鋅電視[3-4]。另外，為了增強長輸管道的防腐性能，可以實施涂層技術(shù)與陰極保護技術(shù)的結(jié)合。

4.3 規(guī)范長輸管道安裝工藝

油氣長輸管道安裝是一道重要的工序，管道安裝質(zhì)量高低直接影響到了長輸管道的使用時間。為了保證油氣長輸管道安全運行，避免管道腐蝕，在管道安裝時，施工單位就必須按照規(guī)范的施工技術(shù)要求進行，提高施工的規(guī)范性、科學性。首先，在安裝長輸管道時，要結(jié)合管道分布區(qū)域的土壤性質(zhì)，選擇科學的涂層技術(shù)，對管道外壁進行防腐處理。其次，加強油氣長輸管道安裝過程中的管理，嚴格按照技術(shù)標準安裝管道，不僅要保證管道內(nèi)壁清潔、干凈，還必須要對外壁及外壁環(huán)境進行相應的處理。最后，在長輸管道施工時，要對金屬管道經(jīng)過的內(nèi)部進行除油、除銹處理，將環(huán)氧樹脂等符合材料噴涂到金屬管道的內(nèi)壁，保證內(nèi)壁涂層的額連續(xù)性，形成一個有效的保護層[5-6]。

4.4 加強油氣長輸管道的日常維護與管理

油氣長輸管道作為油氣傳輸?shù)妮d體，為了避免管道出現(xiàn)腐蝕，有關(guān)部門應當加強油氣長輸管道的日常維護與管理。首先，成立一支專業(yè)的小組，定期對油氣長輸管道進行檢測，檢測長輸管道的內(nèi)部壓力和容器壓力、檢查管道外壁是否存在破損、銹蝕等問題，發(fā)現(xiàn)問題要立即處理。其次，針對油氣長輸管道區(qū)域，不僅要設置醒目的警示牌，還需要對該區(qū)域進行重點保護，防止該區(qū)域遭受人為破壞。再其次，落實責任制，將油氣長輸管道的日常維護與管理工作落實到具體部門、具體人身上，督促他們認真做好管道的維修工作，從而保證管道安全運行[7-8]。另外，有關(guān)部門要加大油氣長輸管道保護的宣傳，提高人們的安全意識，對故意破壞油氣長輸管道的行為人給予嚴厲懲處。

5.結(jié)語

油氣長輸管道腐蝕是一個非常嚴重的問題，油氣長輸管道出現(xiàn)腐蝕就會影響到管道的正常運行，容易引發(fā)油氣泄露，一旦油氣泄露，不僅污染環(huán)境，而且容易引發(fā)爆炸，給人們的生命及財產(chǎn)安全造成威脅。因此，做好油氣長輸管道的防腐處理工作十分重要。油氣長輸管道出現(xiàn)腐蝕的原因是多方面的，本次研究總體歸納為主觀原因和客觀原因兩大類，針對這些研究，筆者提出了針對性的防護對策， 旨在提高油氣長輸管道防腐性能，保護油氣長輸管道安全運行。