油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理與防腐技術(shù)研究

李國(guó)民 劉新麗 馮 艷

（1. 大慶油田第六采油廠數(shù)字化運(yùn)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(yùn)行中面臨的重要問(wèn)題，如果無(wú)法解決會(huì)給國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)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(duì)腐蝕的機(jī)理和防腐技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性研究具有非常積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 油氣集輸管道的腐蝕機(jī)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(fù)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(huì)互相影響，造成土壤的異化[1]。氧氣的存在和傳遞會(huì)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(guò)時(shí)不可避免會(huì)與海水接觸，作為一種電解質(zhì)溶液，當(dāng)海水中存在金屬時(shí)，會(huì)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(lèi)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(huì)出現(xiàn)電離，在有氧條件下跟金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不但會(huì)形成化學(xué)腐蝕，其產(chǎn)物中存在硫酸，也會(huì)加劇電化學(xué)腐蝕。同時(shí)，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(kāi)裂；（2）二氧化碳會(huì)跟水形成碳酸，造成酸堿度降低，鋼管出現(xiàn)氫氣極化反應(yīng)，形成坑點(diǎn)或者片狀腐蝕；（3）硫化氫會(huì)跟鐵和氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生硫酸亞鐵，硫酸亞鐵發(fā)生水解后會(huì)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(guò)程會(huì)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(duì)油氣集輸管道的外防腐來(lái)說(shuō)，主要利用陰極保護(hù)技術(shù)和外防腐涂層開(kāi)展：（1）外防腐涂層。在進(jìn)行這一技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，主要是往管道外壁防腐層進(jìn)行各種材料的噴涂，從而起到雙重防腐的效果。近些年來(lái)，我們國(guó)家防腐涂層技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)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(yīng)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(shì)，穩(wěn)定性更好，并且屬于熱固性材料，在高溫條件下不會(huì)受到損害，表層十分光滑，面對(duì)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(lái)，具有很強(qiáng)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(hù)技術(shù)。陰極保護(hù)技術(shù)屬于一種電化學(xué)保護(hù)技術(shù)，較多的應(yīng)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(shí)，金屬電位相較于某個(gè)電位值更低，金屬表面的電化學(xué)不均勻性會(huì)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(huì)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(guò)程，存在不同程度的催化作用。在進(jìn)行防腐時(shí)，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(shí)現(xiàn)材料的節(jié)約，還能夠促進(jìn)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(duì)隔離層開(kāi)展噴涂處理，從而達(dá)到延緩腐蝕的效果。該技術(shù)操作難度不高，流程十分簡(jiǎn)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(yǔ)

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