關(guān)鍵防腐技術(shù)在石油天然氣管道工程中的應用研究

＊劉犇 賀佳 于海超

（1.延長油田股份有限公司志丹采油廠 陜西 717500 2.延長石油管道運輸?shù)诙止竞录移狠斢驼?陜西 717200）

在現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)業(yè)和社會經(jīng)濟的發(fā)展過程中，突出了石油、天然氣等資源的重要作用，需要借助現(xiàn)代化機械設(shè)備，在電力設(shè)施的輔助作用下，發(fā)揮出石油、天然氣等資源的驅(qū)動作用，能夠有效加快各項生產(chǎn)作業(yè)的整體進程。在設(shè)置運輸管道的過程中，對關(guān)鍵防腐技術(shù)予以合理利用，能夠優(yōu)化石油天然氣管道工程項目建設(shè)質(zhì)量，采取有針對性的防腐處理措施，為石油天然氣運輸工作的開展帶來積極影響。

1.分析石油天然氣管道的腐蝕類型

（1）外壁腐蝕。大多數(shù)石油天然氣管道，通常會埋藏于地下區(qū)域，由于地下區(qū)域的干擾因素相對較多，所以會對天然氣管道外壁帶來不同程度的腐蝕效果。以架空形式為主的管道，可以在防腐蝕操作的過程中，在管道表面區(qū)域涂抹防腐藥品，并保證藥品涂抹的均勻性，能夠獲得有效的防腐蝕成效，加大對腐蝕問題的處理力度。然而，通過對地下管道所遭受的化學反應進行分析，可以看出整體的腐蝕程度相對較強，且鋼管的厚度對地下管道化學反應起到了決定性作用。由此可以看出，在化學腐蝕的作用下，所造成的管道腐蝕問題并不是主要原因，當出現(xiàn)電化學反應時，則會在石油天然氣管道的外壁區(qū)域形成較為強烈的腐蝕[1]。

（2）內(nèi)壁腐蝕。在石油天然氣管道長期的使用過程中，產(chǎn)生腐蝕問題的主要原因具有多樣性。一方面，天然氣這一資源來說，其內(nèi)部所含有的雜質(zhì)各不相同，部分雜質(zhì)能夠與管道產(chǎn)生化學反應，其化學反應具有固定性，容易帶來較為嚴重的腐蝕作用，無法維持石油天然氣管道工程的穩(wěn)定運行。另一方面，若管道內(nèi)部的水溶比例相對較高，并且達到了一定的比例限制時，會在管道的內(nèi)部區(qū)域形成親水膜這一物質(zhì)，不僅會對金屬管道造成腐蝕，且整體的腐蝕效率會隨之提升，在有限的時間之內(nèi)，形成了較為多樣的化學反應，從而使管道腐蝕問題日益嚴重。

2.分析石油天然氣管道工程中應用關(guān)鍵防腐技術(shù)的重要性

在石油天然氣管道長期的使用過程中，能夠篩選出更加合適的建設(shè)材質(zhì)，并保障管道結(jié)構(gòu)的整體性和系統(tǒng)性。

一方面，在使用金屬管道的過程中，若金屬管道產(chǎn)生了腐蝕問題時，不僅無法維護管道的整體色澤，還會對管道外形造成不良影響，對管道的機械性能帶來改變。在長期的使用過程中，若腐蝕性問題日益嚴重，會縮短石油管道的整體使用周期，在客觀性因素的干擾下，對石油天然氣管道工程造成嚴重威脅。石油管道所出現(xiàn)的腐蝕問題，若無法對其加以處理，還會引起一系列的連鎖反應，當實際所使用的防腐技術(shù)尚未滿足規(guī)定要求，雖然初期階段所出現(xiàn)的腐蝕問題并不嚴重，但在隨著時間的不斷推移，仍然會對石油天然氣管道工程造成嚴重影響，且此類后果無法估量。

另一方面，結(jié)合目前的天然氣管道運行情況予以分析，可以看出多數(shù)石油管道通常是以鋼制結(jié)構(gòu)為主，在周圍環(huán)境的作用下，會對此類結(jié)構(gòu)帶來直接影響，導致管道破壞問題時有發(fā)生，甚至會提高管道變質(zhì)等問題的發(fā)生幾率。與此同時，當石油天然氣管道腐蝕問題過于嚴重時，不僅會阻礙石油管道工程建設(shè)與發(fā)展，還會造成較為嚴重的安全隱患。若石油等資源受到了腐蝕性管道的影響時，會導致大量石油資源滲出，對當?shù)貐^(qū)域的土地造成嚴重影響，無法保護當?shù)貐^(qū)域的生態(tài)自然環(huán)境[2]。

3.分析石油天然氣管道工程中的關(guān)鍵防腐技術(shù)應用

（1）涂層外防腐技術(shù)應用。①涂層類型和相關(guān)應用。在石油天然氣管道的運行過程中，可以在涂層外防腐技術(shù)的作用下，在管道的外表面區(qū)域涂抹適量的涂料，對管道和氧氣之間的接觸進行阻隔，發(fā)揮出此類防腐技術(shù)的優(yōu)勢和作用。

首先，無機非金屬涂料屬于涂層防腐時技術(shù)應用過程中的主要材料類型，通常是以玻璃陶瓷為主，且此類涂料具有絕緣特性。在一般情況下，可以將上述絕緣涂料涂抹于石油天然氣管道的外層區(qū)域，有效阻隔石油天然氣管道與空氣之間的接觸，減少化學反應的出現(xiàn)，確保管道金屬離子能夠持續(xù)處于穩(wěn)定狀態(tài)，強化石油天然氣管道的防腐蝕能力，延長管道的整體使用周期。在一般情況下，鋼制的石油天然氣管道工程，能夠為無機非金屬涂料的使用提供廣泛的空間支持。

其次，改良涂層。改良涂層具有先進效用，可以應用納米技術(shù)對有機材料和無機材料進行處理，采用臨界處理的方式，將其應用于石油天然氣運輸管道工程中，發(fā)揮出改良涂層的防腐蝕性能，提高石油天然氣管道工程的防腐蝕能力。不僅如此，在使用改良土層的過程中，能夠強化石油天然氣管道工程的防水能力，在規(guī)避不良因素的基礎(chǔ)上，延長管道工程項目的使用周期。

最后，環(huán)氧涂層。通過將環(huán)氧涂層和無機非金屬涂料進行對比，可以看出前者的防腐蝕性能更加優(yōu)良。在石油天然氣管道工程中，若使用的管道材質(zhì)不同，能夠發(fā)揮出環(huán)氧涂層的應用優(yōu)勢，進而獲得良好的防護效果。需要注意的是，在使用環(huán)氧涂層時，由于此類涂層制作方法較為復雜，且調(diào)配的過程中存在一定的困難，所以需要結(jié)合實際情況慎重選用[2]。

②控制外腐蝕有效方法。首先，可以使用涂抹外涂層的方式，對石油天然氣管道工程的腐蝕問題予以解決，采用此類方法的原因，主要是由于石油天然氣管道的部分區(qū)域，需要長期埋藏于地下，所以容易受到土壤環(huán)境對管道所帶來的影響，提高了腐蝕問題的發(fā)生幾率。在對管道進行涂抹時，形成了完整的外涂層，使管道和土壤之間能夠得到隔離。

例如：使用聚氨酯涂層，具有施工簡單、防腐層質(zhì)量好、耐沖擊性和柔韌性強、耐磨性強、耐微生物腐蝕等特點，同時性價比高，符合綠色環(huán)保的要求，它適用于補傷、補口及舊防腐層的修復,有著廣泛的應用前景和發(fā)展空間。

其次，在設(shè)計石油天然氣管道工程設(shè)備的過程中，需要派遣專業(yè)的技術(shù)人員，基于科學化和合理化的角度，加大對管道設(shè)備的控制力度，確保管道的整體腐蝕程度能夠達到最低狀態(tài)。

最后，可以使用應急保護的方法，通過對應急保護防腐措施的細致分析，還可以將其劃分成為犧牲陽極和強制電流保護等兩種形式。例如：在開展石油天然氣管道工程施工作業(yè)時，要求施工人員能夠在前期準備階段，對防腐施工方式的設(shè)計予以管控，保障防腐施工方式的有效性。另外，在使用管道的過程中，需要為石油、天然氣等資源的運輸提供基本條件，要求各部門人員都能夠共同參與，加強對管道腐蝕防范工作重要性的認識，采取有效措施實現(xiàn)對管道腐蝕問題的全面預防。

（2）應急防腐技術(shù)。在使用應急防腐技術(shù)的過程中，通常需要采用加設(shè)電流的形式，對石油天然氣管道電極進行轉(zhuǎn)化，以此來抑制電化學反應的出現(xiàn)，從而獲得良好的防水效果。首先，容易產(chǎn)生電化學腐蝕問題的管道，需要結(jié)合石油天然氣管道工程的實際情況，加設(shè)合適的電流，并將石油天然氣管道轉(zhuǎn)化為陰性極，避免金屬電離子發(fā)生轉(zhuǎn)移[4]。

一方面，在處理石油天然氣管道腐蝕問題時，還可以采用引入直流電的形式，確保腐蝕區(qū)域的管道能夠朝著陽極進行轉(zhuǎn)換，避免石油天然氣運輸管道出現(xiàn)腐蝕反應。在使用引入直流電的應急防腐技術(shù)的過程中，呈現(xiàn)出了綠色化和環(huán)?；膬?yōu)勢，且整體的防腐蝕性能相對較強，不僅能夠避免對石油天然氣運輸工作質(zhì)量造成不良影響，還能夠為此項防腐技術(shù)的應用提供廣泛化的空間支持。在石油天然氣管道工程中，充分發(fā)揮出直流電引入防腐技術(shù)的防護功能，突出了此項技術(shù)的重要性。

另一方面，具有強大負電位的金屬，若該類金屬的負性電位，已經(jīng)超過了傳輸管道的負性電位時，需要將此類金屬連接到管道的外部區(qū)域。若該區(qū)域的金屬表面已經(jīng)處于腐蝕狀態(tài)時，那么在此類連接操作方法的作用下，則能夠?qū)κ吞烊粴夤艿拦こ痰母g問題予以規(guī)避。

（3）內(nèi)部防腐技術(shù)。①技術(shù)應用。管道運輸作業(yè)，實際所涉及到的石油、天然氣等物質(zhì)，其自身的質(zhì)量和成分之間存在較大的差異。所以，在管道內(nèi)部進行運輸時，能夠?qū)艿纼?nèi)部帶來一定程度的腐蝕作用，對管道工程項目的開展造成了不良影響，縮短了石油天然氣管道工程的使用周期。石油天然氣管道工程，管道的內(nèi)部區(qū)域與空氣之間的接觸相對有限，通過將管道內(nèi)部與管道外部區(qū)域進行對比，可以看出管道的外部區(qū)域與空氣之間的接觸較為頻繁，但內(nèi)部與空氣的接觸具有局限性。為了保證石油天然氣管道工程內(nèi)部金屬離子的穩(wěn)定性，需要在使用內(nèi)部防腐技術(shù)的過程中，保障技術(shù)操作的可行性、合理性和科學性，在全面規(guī)避腐蝕反應的基礎(chǔ)上，降低腐蝕反應問題的出現(xiàn)幾率，突出內(nèi)部防腐技術(shù)應用的重要作用，為石油天然氣管道工程項目的開展奠定良好的基礎(chǔ)。

例如：從2004年3月開始，某公司組織專門人員對新型油套管防腐工藝方案進行了選擇論證。先后對國內(nèi)各油田應用比較多的鎳磷鍍防腐技術(shù)、真空滲氮防腐技術(shù)、環(huán)氧粉末靜電噴涂技術(shù)、液態(tài)涂料無氣噴涂技術(shù)、玻璃鋼和不銹鋼內(nèi)襯防腐技術(shù)等進行了廣泛的對比研究。根據(jù)對中石油、中石化、中海油有關(guān)專家的意見和建議，經(jīng)過考察和論證，最終研發(fā)國際和國內(nèi)先進的“液態(tài)涂料高速旋轉(zhuǎn)噴涂技術(shù)”，對油套管及集輸管道內(nèi)表面進行內(nèi)防腐[5]。

②內(nèi)壁腐蝕反應控制措施。首先，可以使用添加緩釋劑的方法，加大對內(nèi)壁腐蝕反應控制力度，在使用此類操作方法時，所需用的費用成本相對較低，但實際所獲得的反腐成效較為優(yōu)良?，F(xiàn)階段在篩選緩蝕劑的過程中，通常是以復合型為主。其次，還可以使用內(nèi)涂層和襯里保護的措施，在涂層的作用下，可以對管道和相關(guān)物質(zhì)進行阻隔，避免管道本身與容易產(chǎn)生化學反應的物質(zhì)進行接觸，并順利阻隔管道與腐蝕性物質(zhì)之間的接觸，從根本層面入手對腐蝕問題發(fā)生的可能性予以全面規(guī)避。最后，在石油天然氣管道工程作業(yè)的實施過程中，需要從運輸管道等層面入手，將一定量的鉻元素放置于運輸管道中，使金屬物質(zhì)在受到二氧化碳腐蝕作用時，能夠在鉻元素的作用下，使整體腐蝕效率得以減緩。另外，還可以采用添加乙二醇等物質(zhì)的方式，保障乙二醇用量的合理性，使其能夠發(fā)揮出自身的優(yōu)勢和效用，對管道內(nèi)部所形成的水合物加以抑制，通過阻止水合物的形成，減緩了管道的腐蝕速度。

（4）緩蝕防腐技術(shù)。在使用緩蝕劑的過程中，能夠結(jié)合管道內(nèi)部的腐蝕反應情況進行抑制，發(fā)揮出了緩蝕劑的優(yōu)良性能，提高管道的防腐能力。不僅如此，在使用緩蝕防腐技術(shù)的過程中，通常需要結(jié)合石油天然氣管道工程的實際情況，從管道區(qū)域的內(nèi)部情況入手，為緩蝕劑的放置提供充足的空間支持，保障緩蝕劑用量的適宜性。除此之外，不同類型的管道工程，可以通過使用緩蝕防腐技術(shù)，實現(xiàn)對管道腐蝕問題的全面規(guī)避，延長管道工程的使用周期。在合理使用緩蝕防腐技術(shù)時，能夠為石油天然氣管道工程作業(yè)的開展提供助力支持，發(fā)揮出防腐技術(shù)的優(yōu)勢和效用。

例如：在中原油田中，緩蝕劑的適應性及合理的加藥方案，使區(qū)塊油井腐蝕得到有效控制。緩蝕劑使用前，依據(jù)油氣田的實際工況環(huán)境，進行適應性評價，確定合適加藥濃度、工藝，制定出科學加藥方案。緩蝕劑預膜非常重要，定期做好預膜，可以優(yōu)化緩蝕劑使用效果。油井作業(yè)后，先進行預膜處理，再正常加藥，在連續(xù)加藥井后，必須進行預膜。

4.石油天然氣管道工程中關(guān)鍵防腐技術(shù)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段在石油天然氣管道工程項目的發(fā)展過程中，為關(guān)鍵防腐技術(shù)的進步與發(fā)展提供了廣泛的空間支持，需要積極的引進先進性和科學化的防腐技術(shù)，對石油天然氣管道予以妥善處理。若防腐技術(shù)在使用階段出現(xiàn)問題，或者直接失去了原有的效用時，那么則會導致管道的防腐措施不具備實效性。對于現(xiàn)階段的防腐技術(shù)予以分析可以看出，通常是以處理化學腐蝕和電化學腐蝕等問題為主，在生物腐蝕的問題處理過程中，無法獲得較為明顯的效果。在通常情況下，只能采取相應的干預手段，對生物和管道之間的直接接觸予以干預，所以無法優(yōu)化最終的防防腐蝕效果[6]。

為此，在石油天然氣管道防腐技術(shù)的發(fā)展過程中，還需要對相關(guān)防腐材料的性能和優(yōu)勢予以深入研究，在全面分析的基礎(chǔ)上，將防腐材料作為關(guān)鍵防腐技術(shù)研究項目中的重點內(nèi)容，為此類項目的開展提供技術(shù)支持，促進石油天然氣管道工程的規(guī)模化發(fā)展。在石油天然氣管道工程施工作業(yè)中，需要加大對防護措施的開發(fā)力度，對防腐環(huán)境予以全面改善，提高管道的防腐蝕水平。石油天然氣管道工程，具有長遠化和長期性的特點，需要在開展防腐施工作業(yè)的基礎(chǔ)上，滿足石油天然氣管道工程的高效化發(fā)展趨勢，提高防腐技術(shù)的應用水平，實現(xiàn)對腐蝕問題的全面規(guī)避。采取有效防腐處理措施，在石油天然氣管道的使用過程中，加大對管道施工作業(yè)的控制力度，發(fā)揮出防腐干預措施的實際效用。

5.結(jié)束語

在石油天然氣管道工程的發(fā)展過程中，需要采取有效防腐處理措施，避免對石油、天然氣等資源的運輸造成不良影響，在減少腐蝕干擾的情況下，提高石油天然氣管道工程的穩(wěn)定性。在關(guān)鍵腐蝕技術(shù)的發(fā)展過程中，將其應用于石油天然氣管道工程項目中，從而營造安全、穩(wěn)定的石油天然氣運輸環(huán)境，不僅可以提高石油天然氣管道工程的運輸效率，還可以在規(guī)避腐蝕問題的情況下，促進經(jīng)濟水平的提升。