淺談石油管道工程的防腐技術

侯明（中國石化西北油田分公司石油工程監督中心，新疆 烏魯木齊 830011）

淺談石油管道工程的防腐技術

侯明（中國石化西北油田分公司石油工程監督中心，新疆 烏魯木齊 830011）

石油的運輸有多種方式，目前我國采用的主要是效率高、耗能少的管道運輸。石油天然氣是一種很復雜的物質，具有高能高壓、有害有毒、易爆易燃等特點，因此，在采用管道運輸的時候一定要保證其安全性。其中，腐蝕就是威脅管道安全的一個重要因素，因此要采用科學的技術和方法來對管道進行管理，重點做好防腐蝕的工作。本文從石油管道防腐的重要性、管道腐蝕的原因、以及如何開展石油管道的防腐工作等方面來探討研究。

石油管道工程；防腐蝕；對策

做好石油管道的防腐蝕工作，可以提升石油運輸的安全性，相應得就可以減少鐵路、公路運輸的壓力，既安全方便，又可以減少資金的花費，為國家和人們帶來一定的經濟效益。

1 石油管道防腐蝕的重要性

石油管道大多都是以鋼材為主要原料來制造的，石油的成分很復雜，管道內部金屬材料有的很活潑，比如鐵這種金屬，會和石油里的硫化物發生化學反應造成腐蝕。而且鋼材表面容易受到環境變化的影響，隨著時間的推移和環境溫度、濕度的變化，管道就可能會發生腐蝕。腐蝕不僅僅只是表現在顏色和外形上，如果腐蝕的時間過長，就會縮短管道的壽命造成管道的變形和損壞等，不能使石油的運輸正常安全的進行【1】。還會造成石油的泄露，給環境造成很大的污染，危害人們的健康。

2 造成石油管道腐蝕的原因

2.1 化學腐蝕

運輸石油的管道大多都是以鋼鐵為原材料制造的，鋼鐵不屬于純凈物質里面含有多種金屬和雜質。空氣的成分非常復雜，不僅有氧氣和二氧化碳，還有氯氣和硫化氫，長期暴露于空氣之中，金屬就會發生硫化反應、氧化反應、氫化反應，造成管道的腐蝕。

2.2 金屬材料不均勻性的腐蝕

管道材料會有不均勻性，這些不均勻性會帶來電位差，造成對管道的腐蝕。比如經過改造的管道和原管道在組織成分上會有著差異，這樣就差生了電位差；同時使用過的管道和沒有使用過的新管道也會產生電位差，對管道造成一定的腐蝕。

2.3 電化學腐蝕

電化學反應發生的條件是金屬和電解質進行接觸，由電化學反應帶來的腐蝕就是電化學腐蝕。金屬管道的表面具有吸附作用，當管道處于潮濕的空氣的時候，金屬管道的表面就會輕易得產生極薄的一層水膜，這時候，石油管道表面的金屬就會接觸到水中的雜質，這樣就會產生電化學反應。這時候，金屬中的鐵就會電解成鐵離子，從而進入到水膜之中。發生的電化學反應還會產生多于的電子，在鐵離子進入水膜中之后，這些電子就會向雜質移動，最終發生氧化反應形成氫氧化鐵吸附在金屬的表面，形成紅褐色的鐵銹這也是管道被慢慢腐蝕的過程。

2.4 生物腐蝕

運輸石油的管道大部分都是埋在地下的，土壤中含有種類豐富的菌類，這些菌類會直接腐蝕管道的表面，而且，菌類不是獨居的，他們中的大部分會群居在某一個地方，集中腐蝕管道的某一個區域。生物的腐蝕具有腐蝕面積大和腐蝕速度快等特點，也是管道腐蝕的原因之一。

3 石油管道的防腐蝕策略

石油管道的防腐工作開展有很多種方法，每種方法都能取得一定的成果，下面我們分別從緩蝕劑法、陰極保護法、涂層外防腐法、以及內層防腐法四種方法來進行介紹說明。

3.1 使用緩蝕劑

緩蝕劑是專門防腐蝕的，在油氣中混入緩蝕劑可以起到緩解石油管道的腐蝕。這種方法的特點是使用成本不高而且技術含量也不高。但是這種方法也存在著一些缺點，那就是維護的工作量很大，而且防腐方式的工藝非常復雜。同時，管道的材質還具有多樣性的特點，這樣，單一的緩蝕劑面對多樣的管道就達不到減緩腐蝕的效果，只有多種防腐劑同時投入使用，才能達到理想的效果，這無疑增加了工藝的復雜程度。

3.2 陰極保護措施

陰極保護法有兩種具體的保護措施——強制電流保護法和犧牲陽極法。強制電流法的原理是通過外部的電源來對周圍的環境進行改變，主要改變的是周圍環境的電位，使處于環境中管道的電位一直都低于環境的電位，從而將管道變成整個環境的陰極，使得管道不會因為失去電子而發生電化學的腐蝕。犧牲陽極保護法即犧牲陽極來保護陰極，具體的做法是把具有強還原性的金屬當成保護極，再將它和被保護的金屬相連，這樣就會構成原電池。此時會進行氧化還原反應，而作為負極的還原性強的金屬經過反應會被消耗掉，這樣就可以保護作為正極的金屬，這就是犧牲陽極保護陰極方法的原理。

3.3 涂層外防腐蝕

涂層外防腐法在我國的應用很普遍，這是來源于它的有點——效果好且成本適中。分為無機非金屬圖層、環氧涂層和改性涂層三種。無機非金屬涂層的介質是陶瓷類的，刷于管道的外壁上形成隔離層防治腐蝕。環氧涂層需要復合材料、環氧材料以及粘合劑等，是一種新型的防腐蝕涂料，具有防腐蝕效果好以及能用到各種管道上的優點。改性涂層運用了納米技術，改進有機和無機涂層，防水防腐蝕效果較強。

3.4 內襯層防腐

內涂層的防護常用的涂層有兩種——環氧樹脂粉末以及聚乙烯粉末涂層，我們還可以采用整體風送擠涂技術和內穿插技術來進行內襯層的保護。目前還存在著一種新的工藝——耐高溫熱噴玻璃，這種工藝的原理是隔離管道和管道內部硫化氫或者其他酸性氣體的接觸，使用隔絕法來防止石油管道遭到腐蝕。除此之外還有表面處理基礎等其他的防腐蝕方法。

4 結語

石油管道的防腐工程是一件利國利民的工程，應該投入更大的研究和實驗的力度，為國家和人民帶來更大的效益。

［1］張韓強.我國石油管道工程的防腐技術的探討［J］.中國石油和化工標準與量，2014，12（4）：37.