試論石油工業(yè)中管道的腐蝕與防腐

費(fèi)慶賀

（遼河油田建設(shè)有限公司， 遼寧 盤錦 124010）

引言

在石油的使用與保護(hù)過程中，由于管道發(fā)生腐蝕破壞所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失不容忽視的，且趨勢(shì)越來越大。當(dāng)前工業(yè)是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要內(nèi)容，為人們的生活帶來了巨大的變化，因此當(dāng)前對(duì)于石油等資源的使用程度不斷擴(kuò)大。在這個(gè)基礎(chǔ)上，加大管道的保護(hù)力度，有利于直接的節(jié)約了資源，避免冶金產(chǎn)品由于腐蝕而報(bào)廢的現(xiàn)象出現(xiàn)。管道防腐蝕問題也逐漸得到了。為了能采取有效的防腐措施，應(yīng)當(dāng)根據(jù)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析，從而重點(diǎn)進(jìn)行解決，保護(hù)資源。

一、石油工業(yè)中管道腐蝕的成因

石油資源主要是通過管道運(yùn)輸進(jìn)行利用的能源，目前我國石油工業(yè)管道大多還是金屬材料制成，在使用過程中會(huì)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，一直都是石油資源使用過程中的難題。腐蝕現(xiàn)象是由于金屬材料表面和環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用，從而引起材料的變質(zhì)和破壞現(xiàn)象，造成了金屬質(zhì)量的破損，使鋼材等材料失去原有的性質(zhì)，形成某種化合物。

（一）溶解氧

水中的溶解氧是造成石油管道發(fā)生腐蝕的最大因素之一，溶解氧濃度對(duì)緩慢流動(dòng)的水中低碳鋼的影響非常大。首先，會(huì)產(chǎn)生吸氧腐蝕反應(yīng)。通常來說管道中的碳鋼中雜質(zhì)為陰極，鐵為陽極，油田水為電解液，因此便一定程度的上形成了腐蝕電池。當(dāng)電子從陽極流向陰極的過程中，油田水中溶解氧獲得電子，從而使鐵元素進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成了氫氧化鐵物質(zhì)，從而使鋼材被腐蝕，且腐蝕的周期性長(zhǎng)，腐蝕反應(yīng)會(huì)長(zhǎng)期持續(xù)下去。其次，會(huì)發(fā)生氧濃差電池腐蝕現(xiàn)象。在水與空氣的界面上發(fā)生的腐蝕可歸因于氧濃差腐蝕，水線界面處可從空氣中充分得到氧，而水的下層由于氧擴(kuò)散速度的影響，在石油管道的使用過程中，對(duì)于浸沒在水中的鐵，堿性陰極反應(yīng)使鈣和鎂的化合物沉積于金屬表面，使其一部分與充滿氧的溶液隔開，成為貧氧區(qū)，在遮隔部分的下方就會(huì)發(fā)生一定程度的腐蝕反應(yīng)，嚴(yán)重威脅了管道的質(zhì)量。

（二）二氧化碳

二氧化碳的成分僅次于氧氣，是最常見的溶解于水而又促成腐蝕的氣體，是管道發(fā)生腐蝕的一大重要因素。二氧化碳的腐蝕大多為析氫腐蝕，通常來說，石油運(yùn)輸過程中，還有一定程度的氫離子，同時(shí)溶液中的pH 值顯酸性，從而加速了碳鋼材料的腐蝕速度。當(dāng)油田水中既有溶解的二氧化碳又有溶解氧的情況下，對(duì)碳鋼的腐蝕比只有其中一種氣體時(shí)的腐蝕性更強(qiáng)。二氧化碳成分常常存在于地下氣源和地層水里，因此當(dāng)這種水或氣引到地面時(shí)，非常容易發(fā)生一定程度的腐蝕現(xiàn)象。同時(shí)，硫化氫物質(zhì)也具有一定程度的腐蝕性，當(dāng)油田水中既有溶解的硫化氫又有溶解氧成分時(shí)，管道的腐蝕現(xiàn)象會(huì)非常嚴(yán)重。硫化氫的另一種破壞作用是使鋼材脆化，且腐蝕速度隨硫化氫濃度的增加而迅速增大，亟需解決。

（三）溶解鹽類物質(zhì)

在石油管道中，油田鹽水的腐蝕原因是十分復(fù)雜的。油田中會(huì)含有溶解鹽類的物質(zhì)，高濃度的鹽會(huì)大量的減弱氧的溶解度，從而使腐蝕減弱。但當(dāng)溶解鹽與溶解氧或溶解二氧化碳達(dá)到某一最佳濃度比時(shí)，反而會(huì)發(fā)生相反的效果，即油田鹽水具有腐蝕性。

（四）PH值

由于油田水中溶入二氧化碳、硫化氫等元素嗎，因此pH 值下降時(shí)，酸溶液比中性溶液、堿性溶液對(duì)碳鋼更具有腐蝕性。在有溶解氧的情況，pH 值對(duì)碳鋼腐蝕速度的影響更大。管道建設(shè)大多為金屬材質(zhì)的制品，因此如果金屬表面上溫度升高不均勻，那么又會(huì)形成氧的濃差電池，導(dǎo)致了PH值的嚴(yán)重不協(xié)調(diào)，仍將導(dǎo)致腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。

二、石油工業(yè)中管道的防腐工作

應(yīng)當(dāng)根據(jù)管道的腐蝕問題，有針對(duì)性的進(jìn)行措施進(jìn)行整治，避免資源的過度消耗的情況的出現(xiàn)。從采油工程的腐蝕機(jī)理可知，石油工業(yè)中管道發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的主要原因是金屬材料本身性質(zhì)、環(huán)境(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)介質(zhì))問題以及它們之間的界面反應(yīng)，因而應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)的防腐措施，，保證防腐手段的高效性和科學(xué)性。

（一）做好材料的選擇工作

在進(jìn)行石油管道的建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)提前作出考察，相關(guān)技術(shù)部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的使用環(huán)境，測(cè)算附近的環(huán)境質(zhì)量，如空氣中的水分含量、金屬含量等，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理地選材。同時(shí)應(yīng)當(dāng)打破舊思想，不能千篇一律的使用統(tǒng)一的金屬材料，相關(guān)科技部門應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)和研制新的耐蝕材料，投入到管道建設(shè)的過程中，從根本上解決金屬管道的腐蝕現(xiàn)象。

（二）加大對(duì)于腐蝕環(huán)境的處理工作

石油管道所處的環(huán)境質(zhì)量與腐蝕現(xiàn)象息息相關(guān)，因此，除了管道自身的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)有所提升之外，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)對(duì)于對(duì)腐蝕環(huán)境和介質(zhì)采取必要的措施。例如可以采取脫氧、脫二氧化碳、脫硫，控制溫度、濕度等措施，一定程度上強(qiáng)化管道建設(shè)的環(huán)境質(zhì)量，減少金屬管道發(fā)生腐蝕的機(jī)率，使其避免與水分接觸等，使石油管道處在一個(gè)相對(duì)好的環(huán)境中，抑制腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

（三）采用新型防腐方法

現(xiàn)代社會(huì)不斷的發(fā)展完善，各項(xiàng)科技技術(shù)不斷的發(fā)達(dá)，因此，應(yīng)當(dāng)緊隨時(shí)代的步伐，結(jié)合新的科技手段，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)探究新型的防腐方法。當(dāng)前，我國石油工業(yè)主要采用涂層和電化學(xué)保護(hù)方法，以改善界面的性質(zhì)，從而達(dá)到緩蝕和防蝕的作用。應(yīng)不斷的根據(jù)新方法中的不足進(jìn)行改進(jìn)，學(xué)習(xí)先進(jìn)國家的技術(shù)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，進(jìn)行科技完善，加大石油管道的保護(hù)力度。

石油不僅是我國重要的能源，也是全世界寶貴的財(cái)富。當(dāng)前，石油管道的腐蝕問題逐漸突出，嚴(yán)重的影響了資源的使用效率，甚至一定程度上帶來了資源惡意消耗的現(xiàn)象。因此，我國相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)管道腐蝕的原因進(jìn)行重點(diǎn)探究，提出科學(xué)的防腐措施，保證管道的質(zhì)量，結(jié)合新材料與新技術(shù)，為管道防腐技術(shù)帶來新的發(fā)展。