油田集輸金屬管道腐蝕原因與防腐措施

黃家校

（大慶油田工程建設(shè)公司油田工程事業(yè)部第一工程部，黑龍江 大慶 163000）

1 腐蝕對集輸管道的危害

腐蝕對集輸管道的危害主要體現(xiàn)在在如下幾點(diǎn)：第一，穿孔、泄漏等會對管道自身產(chǎn)生損害，造成經(jīng)濟(jì)損失；第二，管道因腐蝕維修過程中，影響原油集輸系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)；第三，管線泄漏可能引發(fā)爆炸、火災(zāi)等危險(xiǎn)，產(chǎn)生人身傷害；第四，原油會對周圍的土壤、水體造成污染，其中的毒有害氣體會擴(kuò)散到空氣中，造成空氣污染。

2 油田集輸管道腐蝕原因

油井產(chǎn)液或含油污水成份復(fù)雜，除原油外還含有多種腐蝕介質(zhì)，如H2S、CO2、Cl-、水等，對管道內(nèi)壁造成腐蝕，同時(shí)地上及地下集輸管道受空氣和土壤等環(huán)境影響，管道外壁會產(chǎn)生腐蝕。

2.1 管道內(nèi)壁腐蝕

原油、含油污水等介質(zhì)必須以一定溫度輸送，溶于水的酸性物質(zhì)在此溫度下隨原油在管道內(nèi)流動，從而對金屬管道極易直接產(chǎn)生腐蝕，這種腐蝕一般分為全面腐蝕和局部腐蝕兩種；其中全面腐蝕是均勻腐蝕，管道表面光滑，局部腐蝕是相對于全面腐蝕而言的，有點(diǎn)蝕、蜂窩狀腐蝕、臺地侵蝕及流運(yùn)誘發(fā)局部腐蝕等，隨著腐蝕的進(jìn)行，H+濃度不斷加大，會破壞金屬管道的晶間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致管道開裂。原油中包括油、氣、水等流體，在管道中的流態(tài)是多項(xiàng)流，另外原油從地層中開采出來，含有一定量的泥沙，氣體和固體顆粒會把已形成的腐蝕層或保護(hù)層沖刷掉，重新讓腐蝕介質(zhì)和金屬管道接觸，加快腐蝕速度。

2.2 管道外腐蝕

站內(nèi)架空管道外壁與空氣直接接觸，空氣中的H2O和CO2生成弱酸，與管道外壁金屬反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕，腐蝕速率隨濕度增大而增大。站內(nèi)場區(qū)及站外管道一般埋地敷設(shè)，土壤中的CO2、SO2等酸性物質(zhì)在管道周圍形成酸性環(huán)境，與金屬管道發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕，而硫酸鹽與地下水形成的硫酸鹽水化物會與金屬產(chǎn)生晶性腐蝕；同時(shí)土壤中的鹽溶于水形成電解質(zhì)溶液，可使金屬管道產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，土壤中有很多細(xì)菌，如硫酸鹽還原菌、氧化菌等，它們能促成土壤中各種鹽（如硫酸鹽）的還原，加快金屬管道的電化學(xué)腐蝕；另外輸油管道一般和機(jī)泵、儲罐等各種設(shè)備連接，在土壤中產(chǎn)生一定量雜散電流，這些電流在金屬管道某些區(qū)域上形成陰極區(qū)，其它部位管道為陽極區(qū)，從而形成原電池，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕[1]。

3 金屬集油管道的防腐措施

根據(jù)以上分析，金屬集輸管道內(nèi)、外壁均有遭受腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，因此，金屬管道的防腐，必須同時(shí)對內(nèi)壁和外壁采取防腐措施。

3.1 內(nèi)、外壁的涂層防腐

在金屬集輸管道內(nèi)、外壁涂敷致密均勻的涂層，將腐蝕介質(zhì)、電解質(zhì)溶液與金屬管道隔離開來。項(xiàng)目實(shí)施前，首先搜集整理當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，分析土壤、原油成分組成，并結(jié)合各種防腐涂料性能、成本分析，來確定涂料的種類。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，近年出現(xiàn)了多種具有優(yōu)良物理、化學(xué)性能的復(fù)合防腐涂料，如內(nèi)防腐常采用熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層、溶劑型環(huán)氧樹脂涂料或無溶劑型環(huán)氧樹脂涂料，外防腐常采用聚乙烯粘膠帶、2PE、3PE等防腐層。

3.2 管道的陰極保護(hù)

陰極保護(hù)，一般分為外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽極陰極保護(hù)，均是將被保護(hù)的集輸管道作為原電池的陰極，避免金屬管道電子流失發(fā)生溶解。外加電流保護(hù)法一般用于需要保護(hù)電流大、管徑較大的集輸管道，而犧牲陽極保護(hù)法則用于所需保護(hù)電流小、管徑較小的集輸管道；實(shí)際工程中，油田集輸管道的腐蝕主要是由電化學(xué)反應(yīng)引起的，管道周圍的電解質(zhì)溶液由于溫度、濃度、流速的不同，在管道表面形成電位高低不同的電場（也就是形成大大小小的許多原電池），此時(shí)在通過外加電流使金屬管道人為陰極極化，防止電子流失而腐蝕溶解；或者在管道沿線的布置陽極，工程中常用的陽極種類有鎂陽極、鋅陽極、鎂鋅合金等，電子從這些陽極流向作為陰極的管道，陽極逐漸溶解而陰極得到 保護(hù)。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對油田集輸管道腐蝕原因的分析可知，管道內(nèi)、外腐蝕的影響因素很多，項(xiàng)目實(shí)施過程中尤其是設(shè)計(jì)階段，對金屬管道中的介質(zhì)、空氣濕度、土壤成分及地下水質(zhì)條件進(jìn)行分析，并經(jīng)優(yōu)化對比，給出最終的防腐方案，同時(shí)加強(qiáng)集輸系統(tǒng)的日常維護(hù)和巡檢，以保證油田集輸管道的安全運(yùn)行。