輸油管道腐蝕機理和防腐工藝

孫洪

摘 要：由于輸油管道具有諸多其他運輸方式沒有的優勢，因此，在原油的集中運輸中得到了大范圍的使用和推廣。然而，生態環境是十分復雜的，再加上各種人為因素，輸油管道的腐蝕程度十分嚴重，縮短了管道的使用時間，運輸的原油質量也受到重創，還有可能出現原油泄漏的情況，這將對環境帶來嚴重的污染，也是原油企業的一個損失。該文通過對輸油管道腐蝕機理和防腐工藝的深入了解和研究，系統全面地闡述了輸油管道出現腐蝕現象的原因，并對于輸油管道的防腐措施提出一些可行性意見和建議，以期能夠對業內人士具有一定的參考價值。

關鍵詞：輸油管道 腐蝕機理 防腐工藝 原因分析

中圖分類號：TE988 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（c）-0042-02

螺旋焊縫鋼管，直縫電阻焊鋼管以及碳素鋼無縫鋼管是制作輸油管道最常使用的材料，地上架空這種方式使用的范圍和幾率很小，埋在地底下是絕大多數情況，管道內部以及管道外面比較惡劣的自然條件下，化學、物理反應出現的幾率十分高，這就為管道腐蝕埋下了隱患，腐蝕在造成管道自身出現損失的同時，導致管道無法正常繼續運輸工作，為企業帶來了嚴重的經濟損失，系統停輸，甚至管道結構被徹底破壞才是最嚴重的后果，因為這就很有可能造成爆炸，引起可燃物的燃燒，生態環境遭到破壞，以及對環境帶來危害等一系列嚴重后果，在導致經濟損失的同時，很有可能會威脅到人們的生命安全。因此，怎樣才能避免管道被腐蝕、被破壞是當前必須受到關注的難點，同時也要盡快加大對管道防腐技術的研究工作力度，使管道的使用時間能夠更長，原油的運輸過程也能夠更加安全高效。

1 輸油管道的腐蝕機理

1.1 化學腐蝕

化學腐蝕顧名思義就是因化學作用而引起的物體腐爛叫化學腐蝕。空氣中的O2、H2S、SO2、Cl2等和沒有外包裝的金屬管道相遇時，在金屬的表面上就會生成氧化物、硫化物、氯化物等。通常在溫度高的情況下金屬會被氧化，溫度適中，空氣相對干燥時，金屬是不會腐蝕的，氧化過程會有脫碳現象出現，還會生成一層氧化皮。另外，對金屬管道產生化學腐蝕的還有油品中多種形式的有機硫化物、環烷酸。

1.2 電化學腐蝕

還有一種腐蝕叫做電化學腐蝕，它是管道接觸到電解質溶液時，在電化學作用下引起的腐蝕。他們之間是有區別的，引起電化學腐蝕的原因是由于形成原電池。埋地管道與含有水分的大氣、土壤和湖泊等都含有水分，接觸這些介質中含有灰塵和CO2、SO2、HCl、NaCl等，這些都是不同濃度的電解質溶液，和含有雜質的地埋金屬管道相接觸，再者鐵元素和雜質元素不同的電位，讓暴露在這些電解質溶液中的金屬管道表面粘著一層薄薄的水膜。由于空氣中的酸性介質，水能電離出H+和OH-，溶解的CO2、SO2等氣體越多，h的數值也跟著越多。含有H+、OH-、HCO3-、HSO3-等離子的溶液把鐵和雜質包圍起來，原電池就形成了。身為陽極的鐵和陰極的雜質緊緊地貼在一起，引起電化學腐蝕源源不斷地發展，進入水膜的鐵離子和移向雜質的電子，結合水膜中的Fe3+離子和OH-離子，生成Fe（OH）2，在空氣中，Fe（OH）2被O2氧化為Fe（OH）3，Fe（OH）3加上Fe2O3粘在鐵上面，鐵銹就形成了。

2 管道防腐層檢測

要想全面地了解管道會受到什么樣的腐蝕威脅，必須要對埋入管道地段的土壤性質，管道周圍的腐蝕條件，各種點法保護，以及管道防腐程度諸多方面進行檢測。內檢測技術還沒有得到普遍使用的時候，選頻變頻法是檢測防腐層絕緣電阻率的主要方法，管道的防腐性能時好時壞都可以由絕緣電阻率的檢測結果了解到。不把管道挖出來，就能夠知道并精確定位哪個地區哪一路段的輸油管道老化，或者腐蝕程度比較嚴重了，同時還能知道管道受腐蝕的程度、長度等，這些信息為防腐層方案的科學制定提供了依據，就可以有目標、有目的地進行管道外防腐層的維修工作，極大程度上保證了管道的安全運輸。

3 輸油管道的防腐措施

3.1 內腐蝕控制措施

3.1.1 添加緩蝕劑

在眾多防腐措施里面，添加防腐劑不僅成本低，而且效果好。當下來看，咪唑啉類的緩蝕劑是人們使用最頻繁的防腐劑，同時受到人們青睞的還有復合型緩蝕劑；在管道里面添加適當量的鉻，對于延緩金屬被二氧化碳腐蝕的速度還是十分有效的；或者在管道里面加一些乙二醇，從而防止生成水合物，也是降低管道內壁腐蝕程度的一項有效措施。

3.1.2 內涂層和襯里保護

原油的類型不同，清潔度也是不一樣的，有的原油里面會有微生物以及水分等雜質，這些殘留物促使原電池在管道內部的形成，從而造成腐蝕，腐蝕必然會出現銹片，對原油的品質產生不好的影響。涂覆層可以使集體金屬和腐蝕性介質之間無法進行直接接觸，有效降低了管道內部腐蝕的發生幾率，對于管道使用時間的延長發揮著重要的作用。

3.2 外腐蝕控制措施

3.2.1 外涂層

土壤其實是對輸油管管道有著一定的腐蝕作用的，而外涂層可以有效地將這兩者隔絕開，這一方式對于管道的防腐工作十分有效，具體有下述幾個方面。

（1）環氧粉末熔結后可以起到防腐作用，這種方式絕大多數的土壤條件都可以使用，尤其是黏質土壤，需要注意的是水位比較高的地區、沼澤地區以及巖石地段并不適用。

（2）三層PE防腐層。各類土地條件都可以使用這種方法，尤其是一些需要高強度機械，自然環境比較惡劣的地區，比如：碎石土壤、石方段等。

（3）雙層環氧粉末防腐層。這種方法我國目前使用的還不是很多，尤其對于一些大口徑管線來說，施工經驗還不時很成熟。這種方式絕大多數的土壤條件都可以使用，特別是在石方段地區以及定向鉆穿越地區，但是其成本比較高，通常只用于特殊的場所。

（4）煤焦油瓷漆防腐層。這種方法比較適合在一些腐蝕程度十分高，或者沒有嚴格的機械強度要求，以及溫度環境比較適宜的地區，特別是一些居住著很多生物的沼澤、灌木叢地區、植物郁郁蔥蔥以及地下水位比較高的地區。

3.2.2 陰極保護

強制電流保護法，以及犧牲陽極保護法是保護陰極十分有效的兩種方式。一些口徑比較大的運輸距離比較遠的管道，可以使用強制電流，同時輔以犧牲陽極這兩種方式結合來進行保護。陰極電流保護技術在具有電源回路直流電，輔助陽極串聯，從而達到保護金屬的效果，由此將所保護的金屬轉化為陰極，同時特別安裝的接地器起到連接直流電源的正極作用。

3.2.3 合理設計管道設備

要想降低管道的腐蝕程度，可以從管道的合理設計入手，例如：采用科學的防腐施工措施，管道制造過程中嚴格把關等，以此來達到降低腐蝕的效果。在建設管道，原油的運輸過程中，加大對防腐管理工作的重視程度，這樣能夠有效地降低管道腐蝕事故的發生率。

綜上所述，輸油管道在地底下埋的時間越長，可能被腐蝕被破壞的幾率也就越大，因為腐蝕是自然界無法改變的規律，那么只有從設計入手，全面地了解和分析管道腐蝕的各方面原因，針對原因進行一系列的防腐措施，并在原油的運輸過程中注重對管道的維修和日常保養，最大程度上降低管道的腐蝕破壞程度，延長管道的使用時間，促進企業經濟效益的提升。

參考文獻

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