油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的腐蝕機(jī)理與防腐技術(shù)研究

劉 晴 趙得強(qiáng) 李 京 劉 亮 郭 峰 顧 健

（龍口濱港液體化工碼頭有限公司，山東 龍口 265700）

0 引言

油氣儲(chǔ)運(yùn)管道是石油、天然氣等重要能源的運(yùn)輸通道，承擔(dān)著保障國家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要任務(wù)。然而，由于管道長期受到外部環(huán)境的侵蝕和內(nèi)部介質(zhì)的腐蝕，容易導(dǎo)致管道的破損和泄漏，一旦出現(xiàn)泄漏情況，不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)對人們的健康及周圍環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。因此，油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)要根據(jù)實(shí)際情況選用科學(xué)合理的防腐工藝技術(shù)，降低管道腐蝕發(fā)生概率，避免安全事故的發(fā)生[1]。

1 油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的腐蝕機(jī)理分析

管道腐蝕是金屬材料與周圍環(huán)境及管線內(nèi)介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致管道破壞的過程。腐蝕的類型主要分為兩種：電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕。

1.1 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是指由于金屬表面與電解質(zhì)接觸而引起的腐蝕。在電解質(zhì)中，金屬表面上的陽極和陰極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而引起電流的流動(dòng)，這就是電化學(xué)腐蝕的基本原理。在油氣儲(chǔ)運(yùn)管道中，電化學(xué)腐蝕是一種常見的腐蝕形式。例如，當(dāng)油氣管道中的金屬管道表面與含有氧氣、水分和雜質(zhì)的介質(zhì)接觸時(shí)，金屬表面的氧化反應(yīng)會(huì)引起陽極腐蝕，從而導(dǎo)致管道的腐蝕和損壞。

1.2 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕是指金屬表面與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。在油氣儲(chǔ)運(yùn)管道中，化學(xué)腐蝕通常是由于管道中存在的化學(xué)物質(zhì)，如酸性物質(zhì)、堿性物質(zhì)、氯化物等，與金屬表面發(fā)生反應(yīng)引起的。例如，油氣中的酸性物質(zhì)可以與管道表面的金屬反應(yīng)，形成相應(yīng)的金屬鹽，導(dǎo)致金屬表面的腐蝕和損壞。

2 油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的防腐技術(shù)

近年來，油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的防腐技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展，主要可劃分為三種類型：防腐涂層技術(shù)、陰極保護(hù)技術(shù)、緩蝕劑技術(shù)[2]。

2.1 防腐涂層技術(shù)

防腐涂層技術(shù)是油氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐的主要技術(shù)之一。在管道表面噴涂一層防腐漆，可以有效地隔絕外部環(huán)境與管道金屬材料的接觸，從而達(dá)到防止管道腐蝕的效果。涂層保護(hù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要注意選擇適合管道材料和使用環(huán)境的涂料，涂層的厚度和涂層的質(zhì)量也需要得到保證。常見的涂層材料有聚乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂、煤焦油、石油瀝青等。其中，聚乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂等新型高分子材料是當(dāng)前國際金屬管道中普遍采用的防腐材料，同煤焦油、石油瀝青涂層相比，它們具有更加優(yōu)異的防腐性能。

2.2 陰極保護(hù)技術(shù)

陰極保護(hù)技術(shù)是一種常用的防腐技術(shù)，其原理是利用外部電流作用于管道金屬表面，使其電位降低至陰極保護(hù)電位以下，從而減緩金屬的腐蝕速率。陰極保護(hù)技術(shù)可以分成兩種，一種是犧牲陽極法，即通過與氧化性較強(qiáng)的金屬連接來極化管道，從而實(shí)現(xiàn)其腐蝕速率的降低。該法具有電流分散性能好、不需要外加電源、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，目前在陰極保護(hù)中使用仍很廣泛。另一種為強(qiáng)制電流保護(hù)法，即將被保護(hù)金屬與外加電源負(fù)極相連，由外部電源直接向被保護(hù)金屬施加陰極電流，以此實(shí)現(xiàn)腐蝕速率的降低[3]。該方法適用于保護(hù)電流需要量大、電阻率高的惡劣環(huán)境。陰極保護(hù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)還需要根據(jù)具體情況選擇適合的陰極材料和電源。同時(shí)，在使用陰極保護(hù)技術(shù)的過程中，需要定期檢測電流、電壓和金屬腐蝕情況，以確保陰極保護(hù)技術(shù)的有效性和安全性。

2.3 緩蝕劑技術(shù)

緩蝕劑技術(shù)是一種通過向油氣管道中添加一定量的化學(xué)物質(zhì)，來降低或抑制管道表面金屬與腐蝕介質(zhì)的反應(yīng)速率，從而延緩或減少管道的腐蝕損傷的技術(shù)。緩蝕劑技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，成本低廉，效果顯著，適用于各種類型的油氣管道。缺點(diǎn)是需要定期添加緩蝕劑，緩蝕劑的選擇和配比需要根據(jù)具體的腐蝕環(huán)境和管道材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化，緩蝕劑用量過多會(huì)對油氣儲(chǔ)運(yùn)管道造成損傷性影響。

3 油氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐技術(shù)的優(yōu)化策略和措施

油氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐技術(shù)的應(yīng)用可以避免管道腐蝕和泄漏，減少人身和財(cái)產(chǎn)損失，對于保障國家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。但是，仍存在部分管道防腐效果不佳的問題，因此應(yīng)需進(jìn)一步加強(qiáng)管道防腐技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。在防腐技術(shù)方面：要注重研究新材料、新涂料和新技術(shù)，不斷提高防腐效果和防腐壽命，加強(qiáng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，提高技術(shù)的普及率。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)管道的特點(diǎn)和環(huán)境條件，科學(xué)地選擇防腐技術(shù)，提高防腐的針對性和實(shí)效性。在管理方面：建立完善的管道防腐管理體系，加強(qiáng)管道防腐管理的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，確保管道防腐工作的科學(xué)性和合理性。同時(shí)，需要加強(qiáng)對防腐施工、驗(yàn)收和維護(hù)的監(jiān)管和督查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和隱患，確保防腐工作的質(zhì)量和效果。

4 結(jié)語

綜上所述，油氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐技術(shù)是保障國家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要技術(shù)之一，應(yīng)得到重視和加強(qiáng)。未來油氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐技術(shù)需要在技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用推廣、成本降低和管道維護(hù)等方面不斷探索和創(chuàng)新，以提高油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的安全性和可靠性。