石油管道的腐蝕分析與防護(hù)

王成敏

（陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)有限責(zé)任公司管道運(yùn)輸公司輸油六處，陜西 延安 716000）

一、石油金屬管道腐蝕的基本原理

金屬的腐蝕類(lèi)型有很多種，主要是因?yàn)榻饘俑g機(jī)理和腐蝕的現(xiàn)象多種多樣。

1 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕主要是由于石油管道的金屬與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而引起的管道破壞。其主要包括氣體腐蝕和金屬在非電解質(zhì)液體（苯、汽油等）中的腐蝕，其中氣體腐蝕一般是干燥氣體中切割和焊接過(guò)程中金屬表面被氧化生成氧化皮。

2 土壤腐蝕

土壤對(duì)管道的腐蝕有幾個(gè)方面，其中包括：（1）土壤是一個(gè)復(fù)雜的體系，不但存在著氣、液、固三相物質(zhì)而且存在著很多的毛細(xì)管性物質(zhì)。土壤的空隙中充滿(mǎn)著水、空氣以及溶液的鹽類(lèi)，它們使土壤具有了離子導(dǎo)電性從而引起埋在土壤中的金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。（2）植物根系的擴(kuò)展引起埋在土壤中金屬管道涂層的穿層。（3）土壤中的一些細(xì)菌由于新陳代謝會(huì)產(chǎn)生酸性或者堿性物質(zhì)從而加快了埋在土壤中的金屬腐蝕。（4）土壤也會(huì)引起雜散電流腐蝕主要是由于土壤中存在的雜散電流流過(guò)金屬引起電解質(zhì)作用。雜散電流會(huì)引起金屬管道表面的防腐層遭到破壞以及鐵離子溶入土壤介質(zhì)中進(jìn)而造成運(yùn)輸管道的嚴(yán)重腐蝕。

3 應(yīng)力腐蝕

在石油管道鋪建掩埋過(guò)程中，由于管道材料的質(zhì)量問(wèn)題以及施工的水平和施工操作人員的責(zé)任心導(dǎo)致埋在地下管道問(wèn)題產(chǎn)生了隱患，其中一個(gè)就是造成殘余應(yīng)力或外加應(yīng)力，然而土壤中的水，溶液的鹽類(lèi)以及微生物的新陳代謝造成的腐蝕環(huán)境與管道存在的外加力聯(lián)合作用產(chǎn)生的材料破壞稱(chēng)為應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕會(huì)引起金屬管道產(chǎn)生裂紋進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)輸管道產(chǎn)生斷裂，對(duì)石油管道的安全運(yùn)輸產(chǎn)生了極大的危害，是石油管道腐蝕的主要形式之一。

4 其他腐蝕

其他的腐蝕包含了管道在水中的腐蝕以及大氣的腐蝕等，水中腐蝕與水的硬度、含鹽量、溫度以及PH值相關(guān)，是一種典型的電化學(xué)腐蝕。大氣腐蝕主要是裸露在地表面的管道受到大氣中所含的水汽以及其他雜質(zhì)對(duì)石油管道造成的腐蝕，大氣的溫度、濕度、雜質(zhì)含量等因素影響著大氣的腐蝕性。

二、石油管道的防護(hù)措施及應(yīng)用

人們常說(shuō)石油是工業(yè)的血液，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)能源的需求與日俱增，然而石油管道一旦被腐蝕穿孔進(jìn)而造成管道斷裂，就會(huì)造成石油能源的泄漏，不僅會(huì)造成能源的浪費(fèi)而且會(huì)嚴(yán)重的污染泄漏處當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，甚至引起無(wú)法估計(jì)經(jīng)濟(jì)損失的災(zāi)難性事故，石油的安全運(yùn)輸關(guān)乎到國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因而石油管道建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義，為了保證石油管道的強(qiáng)度、韌性、安全性以及可靠性，就必須要采取綜合性的防腐措施來(lái)減少石油管道的腐蝕。

1 加強(qiáng)對(duì)石油運(yùn)輸管道的腐蝕檢測(cè)

由于石油的運(yùn)輸需要對(duì)管道一些部位進(jìn)行加強(qiáng)和更換已經(jīng)出現(xiàn)問(wèn)題的管道，以保證石油管道運(yùn)輸?shù)陌踩院涂煽啃裕蚨凸艿赖臋z測(cè)對(duì)于防止管道腐蝕有著重要意義，可以通過(guò)觀察防腐系統(tǒng)的效果和對(duì)現(xiàn)有絕緣層質(zhì)量的檢測(cè)達(dá)到石油管道的防腐檢測(cè)的目的。通常用超聲波檢測(cè)法和漏磁檢測(cè)法，超聲波裂紋檢測(cè)主要是通過(guò)超聲波儀器垂直管道壁釋放超聲波，如果石油管道存在缺陷，那么管道壁或管道缺陷處反射的回波會(huì)存在時(shí)間差，回波被超聲波裂紋檢測(cè)儀接收，通過(guò)回波產(chǎn)生的時(shí)間差可以確定管道壁厚度以及缺陷存在的位置。漏磁檢測(cè)是通過(guò)設(shè)備自身攜帶的磁鐵，在管壁全圓周上產(chǎn)生一個(gè)縱向磁回路場(chǎng)。通過(guò)磁力線(xiàn)的變化可以判斷石油管道是否出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，如果管壁沒(méi)有缺陷，則磁力線(xiàn)囿于管壁之內(nèi)，均勻分布。如果管內(nèi)壁或外壁有缺陷，則磁通路變窄，磁力線(xiàn)發(fā)生變形。這種方法不僅可以腐蝕造成石油管道壁厚的變化情況而且可以檢測(cè)出管壁褶皺、凹痕等問(wèn)題。

2 使用合適的鋼材

對(duì)于一些開(kāi)采年限較短的油田可以采用普通碳鋼管材，需要頻繁的更換油管。可采用耐蝕合金鋼管材進(jìn)行管道建設(shè)，由于本身的耐蝕性較好因而不需要其他的配套措施，但是建設(shè)前期投入較大。對(duì)于一些大口徑以及和水有關(guān)的管道建設(shè)可以考慮采用玻璃鋼或塑料管材，這種管材不僅具有很好的防腐作用而且能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保的目的。

3 采用緩蝕劑和防腐絕緣層

石油管道建設(shè)過(guò)程中利用緩蝕劑可以達(dá)到一定的防腐作用。防腐絕緣層是地下石油管道防腐重要措施之一，它不僅使管道和土壤起到了隔離作用，并且對(duì)陰極的保護(hù)起到了很大的影響，從而大大提高了埋地管道的防腐效果。常用的防腐涂層和材料有聚乙烯塑料、石油瀝青、粉末環(huán)氧樹(shù)脂、煤焦油瓷漆等。它們一般具有很好的絕緣性、防水性、抗微生物腐蝕性以及與石油管道金屬良好的粘結(jié)性，并且價(jià)格便宜、便于施工。

4 加強(qiáng)對(duì)陰極的保護(hù)

電化學(xué)腐蝕是引起石油管道的腐蝕的最主要原因之一，因而對(duì)石油管道進(jìn)行陰極保護(hù)是非常重要的。通常采用的方法有犧牲陽(yáng)極保護(hù)陰極法和強(qiáng)制電流保護(hù)法。犧牲陽(yáng)極保護(hù)法是在石油管道需要保護(hù)區(qū)連接一個(gè)比其金屬更加活潑的金屬使其構(gòu)成原電池，這樣在腐蝕過(guò)程中，活潑的金屬作為陽(yáng)極從而進(jìn)行腐蝕這樣有效的保護(hù)了陰極的管道不受腐蝕。使管道成為陰極保護(hù)起來(lái)還可以通過(guò)強(qiáng)制電流法，將石油管道與直流電源負(fù)極相連，輔助陽(yáng)極與直流電源正極相連。

結(jié)語(yǔ)

能源問(wèn)題關(guān)系到國(guó)家未來(lái)的發(fā)展，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提高，國(guó)家越來(lái)越重視石油管道運(yùn)輸?shù)慕ㄔO(shè)以及石油管道的防腐安全問(wèn)題。伴隨著石油管道防腐技術(shù)不斷發(fā)展，使得新的工藝、方法以及材料的研究取得了重大的突破。要做到石油管道的檢測(cè)與防腐技術(shù)相結(jié)合，不斷完善相應(yīng)的管理運(yùn)行機(jī)制，這樣才能有效的防止管道腐蝕，進(jìn)而推進(jìn)石油管道事業(yè)不斷向前發(fā)展。

[1]王文.管道陰極保護(hù)技術(shù)的進(jìn)展[J].石油工程建設(shè)，2002，28（01）.

[2]劉玲莉.科學(xué)地進(jìn)行埋地管道的腐蝕控制、油氣、儲(chǔ)運(yùn)[J].1997，16（01）.

[3]左苗，杜旭峰.輸油管道的腐蝕與防護(hù)[J].科技傳播，2012.