油氣集輸管道的腐蝕機理與防腐技術(shù)研究

李國民 劉新麗 馮 艷

（1. 大慶油田第六采油廠數(shù)字化運維中心，黑龍江 大慶 163000；2. 大慶油田第四采油廠第六作業(yè)區(qū)，黑龍江 大慶 163000；3. 大慶油田第一采油廠第三作業(yè)區(qū)，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

腐蝕成為管道運行中面臨的重要問題，如果無法解決會給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟損失。腐蝕危害主要包括設(shè)備和管道的損壞、環(huán)境污染、人員傷亡、跑冒滴漏等，因此對腐蝕的機理和防腐技術(shù)進行針對性研究具有非常積極的現(xiàn)實意義。

1 油氣集輸管道的腐蝕機理

1.1 外腐蝕

可以分為兩種，也就是海水腐蝕和土壤腐蝕。土壤的構(gòu)成物質(zhì)十分復雜，不但包括各種微生物和真菌，也包括了空氣和水分，這些組成成分會互相影響，造成土壤的異化[1]。氧氣的存在和傳遞會在土壤中形成濃度差，從而構(gòu)建起氧濃差電池，使得管道腐蝕加劇。管道在海水中穿過時不可避免會與海水接觸，作為一種電解質(zhì)溶液，當海水中存在金屬時，會在金屬表面發(fā)生作用，部分電極電位跟管道發(fā)生連接，形成回路，造成腐蝕的發(fā)生。

1.2 內(nèi)腐蝕

內(nèi)腐蝕主要包括三種類型，分別是硫化氫腐蝕、二氧化碳腐蝕和二氧化硫腐蝕：（1）硫化氫具有較高的活潑型，在水中會出現(xiàn)電離，在有氧條件下跟金屬發(fā)生化學反應，不但會形成化學腐蝕，其產(chǎn)物中存在硫酸，也會加劇電化學腐蝕。同時，硫化氫還能夠造成管道的氫脆，使得局部出現(xiàn)變形造成管道開裂；（2）二氧化碳會跟水形成碳酸，造成酸堿度降低，鋼管出現(xiàn)氫氣極化反應，形成坑點或者片狀腐蝕；（3）硫化氫會跟鐵和氧發(fā)生反應產(chǎn)生硫酸亞鐵，硫酸亞鐵發(fā)生水解后會產(chǎn)生游離酸和氧化物，從而加快鐵的腐蝕，形成硫酸亞鐵，再次出現(xiàn)水解，這一循環(huán)過程會使得管線底部出現(xiàn)不同程度的腐蝕。

2 油氣管道防腐技術(shù)

2.1 外防腐技術(shù)

針對油氣集輸管道的外防腐來說，主要利用陰極保護技術(shù)和外防腐涂層開展：（1）外防腐涂層。在進行這一技術(shù)的應用時，主要是往管道外壁防腐層進行各種材料的噴涂，從而起到雙重防腐的效果。近些年來，我們國家防腐涂層技術(shù)獲得了長足的進步和發(fā)展，防腐涂層技術(shù)也更加的多樣化，其中最具代表性的就是聚乙烯和環(huán)氧涂層。環(huán)氧涂層在管道防腐中的應用較多，相較于石油瀝青和煤焦油涂層工藝具有明顯的優(yōu)勢，穩(wěn)定性更好，并且屬于熱固性材料，在高溫條件下不會受到損害，表層十分光滑，面對鹽堿腐蝕具有很好的抵抗性[2]。聚乙烯材料是基于雙層PBE演化而來，具有很強的粘結(jié)性，性能十分穩(wěn)定，材料在滲透性方面的表現(xiàn)良好；（2）陰極保護技術(shù)。陰極保護技術(shù)屬于一種電化學保護技術(shù)，較多的應用于海水或者土壤環(huán)境中?？梢詫⒔饘僖欢巫鳛殛帢O，在給予直流電時，金屬電位相較于某個電位值更低，金屬表面的電化學不均勻性會出現(xiàn)下降，使陰極溶解得到限制。

2.2 內(nèi)防腐技術(shù)

內(nèi)防腐技術(shù)主要包括兩種，也就是緩蝕劑技術(shù)和內(nèi)涂層襯里防腐技術(shù)：（1）緩蝕劑不會直接的跟腐蝕介質(zhì)發(fā)生作用，是一種以金屬表面狀態(tài)為基礎(chǔ)的慢化過程，存在不同程度的催化作用。在進行防腐時，緩蝕劑具有很明顯的作用，并且其延緩腐蝕的效果十分明顯。不但可以實現(xiàn)材料的節(jié)約，還能夠促進管道使用周期的增加；（2）內(nèi)涂層襯里防腐技術(shù)。該技術(shù)主要是在管道內(nèi)壁口跟腐蝕介質(zhì)之間構(gòu)建起隔離層，針對隔離層開展噴涂處理，從而達到延緩腐蝕的效果。該技術(shù)操作難度不高，流程十分簡便，不但能夠減少管道的維修成本，還可以降低管道的消耗。

3 結(jié)語

隨著我們國家對石油需求的不斷增加，有關(guān)企業(yè)需要加強對集輸管道腐蝕問題的重視，依據(jù)腐蝕機理的不同采取針對性的防腐措施，促進集輸管道工作狀態(tài)穩(wěn)定性的提高，為集輸工作有序進行提供保障。