油氣管道腐蝕的因素分析與防腐對策探討

吳豫江

摘 要 由于石油和天然氣的本身特點(diǎn)和管道運(yùn)輸運(yùn)距長、壓力大等特點(diǎn)，這對油氣儲管道的防腐工作提出了很高的要求。油氣管道防腐工作是保證管道的安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要手段，介紹了油氣管道儲運(yùn)特點(diǎn)及腐蝕的危害，分析了影響埋地管道被腐蝕的因素，闡述了埋地管道的防腐對策。

關(guān)鍵詞 油氣管道 腐蝕 因素分析 防腐對策

1油氣管道儲運(yùn)特點(diǎn)及腐蝕的危害

1.1管道運(yùn)輸油氣的特點(diǎn)

在我國，管道儲運(yùn)油氣是使用范圍比較廣、效果比較好的一種油氣運(yùn)輸方式。這種油氣儲運(yùn)方式的特點(diǎn)為運(yùn)距長、管徑大、壓力高，對運(yùn)輸過程中管道的安全性要求非常高。

1.2油氣本身的危險(xiǎn)性

石油和天然氣是管道儲運(yùn)的主要介質(zhì)，這兩者均屬于重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化學(xué)品，是易燃易爆物質(zhì)。在GB50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的火災(zāi)危害分類中，天然氣屬于甲B類。一旦在儲運(yùn)過程中泄漏，遇到火源非常容易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。除了具有易燃易爆特性外，石油和成品油也具有易揮發(fā)的特點(diǎn)。泄露的油蒸汽在管道通過區(qū)域彌漫、擴(kuò)散，或者達(dá)到一定數(shù)量后在低洼處聚集，將非常容易引發(fā)燃燒和爆炸。

其次，油品蒸汽具有很強(qiáng)的毒副作用，一旦通過呼吸道進(jìn)入人體，會給人的身體健康帶來極大的威脅。另外，油品本身具有遇熱膨脹性和靜電荷聚集性，這也容易埋下安全隱患。

1.3油氣泄露會造成極大的資源浪費(fèi)

石油和天然氣都是不可再生資源。在儲運(yùn)過程中，一旦由于管道腐蝕造成油氣泄露，尤其是在運(yùn)輸過程中的泄露，由于管線長、運(yùn)距長，埋藏深等原因不易發(fā)現(xiàn)，泄露后又不易回收，容易造成較大的資源浪費(fèi)。同時(shí)，一般管線因埋藏在地面以下，一旦泄露會給土地和水資源帶來較大的污染，甚至?xí)绊懖糠值貐^(qū)的飲用水安全，給人民的身體健康帶來威脅。

2影響埋地管道被腐蝕的因素分析

2.1由于管道采用的是鋼制材料且其制造工藝也會產(chǎn)生相應(yīng)的影響

采用鋼材作為管道的材質(zhì)，這就為管道腐蝕的發(fā)生提供了可能。鋼材的組分是各類金屬，金屬在濕度和溫度一定的環(huán)境中很容易發(fā)生腐蝕的情況。而對于鋼管的制作工藝來說采用的是微晶結(jié)構(gòu)，微晶結(jié)構(gòu)本身的特質(zhì)對鋼管在制作過程中的要求很高，如果存在某些表面的缺陷，那么存在缺陷的部分就會發(fā)生腐蝕開裂的情況。所以說鋼管的制作材料以及制造工藝都會使鋼管受到不同程度的腐蝕破壞。

2.2管道被埋于地下其所處環(huán)境使發(fā)生腐蝕成為可能

對于埋地管道而言，其所處的環(huán)境使其不可避免地會受到腐蝕，而對管道產(chǎn)生腐蝕的除了土壤這一因素以外，還存在有細(xì)菌和雜散電流等因素。

土壤是膠質(zhì)體，包含有固相、液相和氣相三種形式，它的空隙被水和空氣填充滿。土壤腐蝕的產(chǎn)生是由于土壤在水的作用下產(chǎn)生了離子導(dǎo)電性—；—；金屬材質(zhì)的電化學(xué)特質(zhì)具有不均勻性，土壤的物理化學(xué)性質(zhì)也具有不均勻性，于是構(gòu)成了土壤腐蝕的條件。

細(xì)菌通過參與電極反應(yīng)，使鐵和可溶硫酸鹽轉(zhuǎn)化氫發(fā)生反應(yīng)，這類反應(yīng)一般都在缺氧的土壤中發(fā)生，所以細(xì)菌腐蝕就主要發(fā)生在缺氧的土壤中。

對金屬管道具有腐蝕破壞的作用的另一類物質(zhì)就是雜散電流，其腐蝕作用主要包括有交流雜散電流和直流雜散電流兩種電流腐蝕作用。其中直流雜散電流腐蝕跟電解腐蝕具有相同的腐蝕原理；那么交流雜散電流又是怎么產(chǎn)生腐蝕作用的呢？對于交流雜散電流而言，二次感應(yīng)交流電的相互疊加產(chǎn)生電化學(xué)電池，該電池附著在管道上，這類電池對管道的腐蝕性雖然不大，但是集中腐蝕的性能相對比較強(qiáng)，也是需要防患的一種腐蝕方式。

2.3管道的腐蝕防護(hù)效果做的不夠好

埋地管道一般采用陰極保護(hù)和防腐蝕覆蓋層的雙重防護(hù)措施，以此來對埋地管道可能遭受的腐蝕破壞進(jìn)行防護(hù)。在使用防腐蝕覆蓋層的方法時(shí)，最主要的是對現(xiàn)場環(huán)境腐蝕的抵御，一旦受現(xiàn)場環(huán)境的影響而使覆蓋層與鋼管發(fā)生剝離，如果不及時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，則會形成腐蝕死區(qū)并且使死區(qū)范圍擴(kuò)大，要想防止管道腐蝕，必須要做好防護(hù)效果，這樣才能更好地達(dá)到防護(hù)的要求。

2.4管道的應(yīng)力水平不同，對于外界影響的抵抗能力自然不同

在管道的操作運(yùn)行過程中，輸送壓力和壓力波動會對管道產(chǎn)生影響，應(yīng)力腐蝕也就由此產(chǎn)生。應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理是過高壓力對管壁造成過大使用應(yīng)力，進(jìn)而促使管壁裂紋的產(chǎn)生，而裂紋又會在應(yīng)力的影響下不斷擴(kuò)展，這樣的循環(huán)使得管壁從開裂繼而出現(xiàn)被腐蝕的現(xiàn)象。不同應(yīng)力水平的管道對于應(yīng)力的抵抗力自然不同，抵抗力強(qiáng)的，在一般情況下出現(xiàn)裂紋的情況比較少，可在一定程度上抵抗應(yīng)力腐蝕的作用。

3埋地管道的防腐對策

3.1涂層保護(hù)

涂層保護(hù)是通過在埋地管道上應(yīng)用相應(yīng)涂層，進(jìn)而在一定程度上防止管道發(fā)生腐蝕的一種方法，有各種各樣的防腐蝕涂層，而國內(nèi)使用最多的是煤焦油瓷漆涂層，PE二層結(jié)構(gòu)涂層，PE三層結(jié)構(gòu)涂層，熔結(jié)環(huán)氧粉末（FBE）和雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末（雙層FBE）涂層等。

3.2加大全程管理力度

油氣儲運(yùn)設(shè)施建設(shè)前期，嚴(yán)格執(zhí)行安全設(shè)計(jì)審查。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的規(guī)定，油氣儲運(yùn)工程在設(shè)計(jì)階段，必須通過政府安監(jiān)部門的安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查，以查找設(shè)計(jì)中存在的不安全因素，落實(shí)安全對策措施，提高油氣管道工程的本質(zhì)安全。其次，加大施工過程中的安全監(jiān)控力度，確保安全設(shè)施與主體工程同時(shí)施工和使用。最后，在工程竣工驗(yàn)收時(shí)，仍要組織安全、環(huán)保、職業(yè)衛(wèi)生設(shè)施等方面的驗(yàn)收。

3.3做好電化學(xué)保護(hù)

在電化學(xué)保護(hù)的防腐措施中，所謂陽極保護(hù)就是通過添加氧化劑或者使用外加電源進(jìn)行極化，使被保護(hù)的金屬處于一種穩(wěn)定的鈍性狀態(tài)，以此來達(dá)到防護(hù)目的；而陰極保護(hù)則是通過將金屬表面陰極極化，通過這樣的方法使金屬變成電位均一的陰極，通過該陰極與其他構(gòu)成電化學(xué)腐蝕電池，由此來對管道進(jìn)行腐蝕防護(hù)，通常都是通過外加電流或者犧牲陽極的方法來實(shí)現(xiàn)。

3.4雜散電流排放保護(hù)

對于和近距離的高壓輸電線路平行的管道來說，無論是交流電還是直流電都會對其產(chǎn)生影響，而這一類影響會加劇管道的腐蝕。這個(gè)時(shí)候就需要采用排流的方式對管道進(jìn)行保護(hù)，采用不同派劉方式要以被干擾管道陽極區(qū)是否有正負(fù)極性交變?yōu)橐罁?jù)，若是不變，則采用的是直流排流的方式，如果產(chǎn)生交變則采用極性排流的方式，強(qiáng)制排流的方式在較為復(fù)雜的情況中使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙宇等.石油天然氣油氣管道路由選擇線規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)與原則探討[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2011（03）.