油氣集輸管道腐蝕的原因與對策

許偉　王遠飛

【摘 要】在油氣生產的過程中，由于油氣中具有一些腐蝕性的物質，這樣很容易出現腐蝕的情況，進而引起管道穿孔或是泄露，這給油氣集輸帶來嚴重的安全隱患。所以，就要對油氣集輸管道的防腐問題進行研究，同時采用相應的防腐處理措施，進而提高管道的耐腐蝕性，提高管道的輸送效率，延長管道的使用時間。本文就對油氣集輸管道腐蝕的原因進行分析，同時提出有效的解決對策。

【關鍵詞】油氣集輸；管道；腐蝕；防腐

在油氣的集輸過程中，管道的腐蝕問題一直對傳輸工藝有著很大的影響，也影響了運行成本。在集輸體系內，腐蝕會導致漏油、冒油，損害到管路和地面裝置，嚴重時甚至會發展爆炸和燃燒，對人民生命財產安全造成了很大的威脅。這就需要提升對管道腐蝕的認識，從其腐蝕原因出發探討對應的防腐方式。

1、油氣集輸管道腐蝕的重要性

新時期發展以來，我國經濟呈現出快速發展的趨勢，在這種環境下，對于油氣的需求量不斷上漲。油氣集輸管道主要的作用是用來輸送石油與天然氣，由于物質自身的特點，管道極易產生腐蝕變化。造成油氣集輸管線發生腐蝕問題的主要原因是由于油氣中所含有的二氧化碳、氧、硫化氫、氯離子等化學成分，這些物質與金屬管道的內部直接接觸，就會發生化學反應，在長期作用下管道內部逐漸出現沙眼、穿孔等問題，如果嚴重的話就會產生泄露，這給油氣集輸工作帶來很大的安全隱患，不僅容易引發安全事故造成人員傷亡，還會產生巨大的經濟損失。通過多年的研究與分析發現，造成管道腐蝕問題容易產生以下幾方面的危害：第一，對設備、管道造成極大的損壞；第二，威脅油氣輸送工作的順利進行，甚至引發污染問題；第三，威脅工作區域的環境安全，打擾員工的生命健康；第四，造成嚴重的流失浪費，產生一定的經濟損失。總而言之，油氣集輸管道腐蝕問題的發生危害是非常嚴重的，必須認清產生腐蝕的主要因素，從根本出發解決管道腐蝕問題，這對于油氣集輸管道的運輸安全具有重要意義。

2、油氣集輸管道腐蝕原因

2.1外部腐蝕

管道在運行的過程中，其外側在長期接觸各類具有腐蝕性質的情況下而發生腐蝕，外側面受到侵蝕主要包括溶解、原電池侵蝕以及侵蝕反應。對于埋地管道來說，土壤是其形成外腐蝕的主要因素，土壤的組成體系涵蓋了氣、固、液三相，在水和空氣的作用下而形成導體作用。土壤內不均勻分布的氧造成了濃度差而導致原電池效應，金屬管理在此反應下會加速侵蝕速度。從侵蝕的方式看，其他造成腐蝕的形式還包括宏觀電池反應、微電池反應和微生物反應，以及金屬的不同而發生的宏觀電池效應。在管道接觸海水的情況下，其表面會形成電解質溶液，由于管材材料的不同，在不同的區域內會形成電位差，在海水的導電作用下而形成電路，這類原電池腐蝕會對管道外側造成面積不等的腐蝕。

2.2管道內部腐蝕

通常情況下，管道內部腐蝕與自然環境的聯系不大，油氣自身作用是導致管道內部腐蝕的重要原因，二氧化碳和硫化氫是油氣的重要組成部分，硫化氫具有溶于水且與金屬發生化學反應的特點，一旦油氣集輸管道內部的金屬離子化，就會導致管道內壁腐蝕，再加上氧氣的作用，將會產生次級化學反應，出現硫酸等強酸性物質，勢必會加快管道內壁的腐蝕。與此同時，由于硫化氫反應產生的氫氣不斷增多，這就會導致氫脆現象，隨著油氣集輸管道內氫氣的含量不斷增多，管內的氣壓也會隨之增大，極有可能造成管道破裂。此外，物理沖擊同樣是導致管道內部腐蝕的因素之一，管道內存在著一定的砂礫、氣體和流體，這樣就會形成多項流體，其中的細碎顆粒和氣體會對管道產生一定的沖擊力，沖掉腐蝕物，會加快管道內部的腐蝕速度，影響油氣的正常傳輸。

3、油氣集輸管道的防腐處理措施

3.1油氣集輸管道的內防腐措施

針對油氣集輸管道的運行特點，對管道的內壁實施防腐技術措施，提高管道的耐腐蝕性能，延長金屬管道的使用壽命，使其更好地完成油氣集輸的任務。優選特殊材質的管道材料，如應用合金鋼或者不銹鋼材質，減少管道的腐蝕。防腐涂層處理，在金屬管道的內部形成一層保護膜，防止腐蝕介質的接觸，能夠延長管道的服役時間。通過在輸送介質中加入緩蝕劑，延緩對管道的腐蝕，而達到防腐的效果。針對油氣集輸管線輸送的油氣的性能差異，優選不同的油氣集輸管道材質，使其達到最佳的防腐絕緣效果。

應用化學藥劑進行防腐設計，將緩蝕劑加入到輸送的介質中，使其改變金屬的機械強度，減緩金屬的腐蝕，對金屬管道起到保護作用。選擇輸送介質中加入少量的防腐緩蝕劑，就能達到更好的防腐效果，屬于經濟適用的防腐技術措施。需要優選緩蝕劑的種類，使其適應油氣輸送環境的需要。目前我國使用的緩蝕劑的主要成分是有機物，有機胺及季銨鹽類的緩蝕劑均能夠達到較好的防腐效果。優選的緩蝕劑必須與地層水具有良好的配伍性，不允許發生沉淀反應，而堵塞管道或者油層的孔隙，而影響到油氣的開采效果。通過電鍍層進行內壁的防腐處理，對金屬內壁進行各種不同的電鍍處理，改善金屬管道的防腐特性。如果在鋼管的表面鍍錫，形成了陰極保護的防腐技術。而對金屬管道進行鍍鋅，就形成的陽極保護的防腐技術。當金屬鍍在金屬管道的表面后，就形成不同極性的保護形式，達到防腐的效果。涂料防腐技術措施的應用，應用防腐絕緣的涂料，對管道的內壁進行涂層技術措施，也能夠達到預期的防腐效果。防腐涂料具有一定的親水增油的性能，使金屬管道的內壁和腐蝕介質之間具有一個隔離層，減少了金屬管道腐蝕的機會，避免腐蝕介質的影響，而提高油氣集輸管道的運行效率。可以采用水泥砂漿的內涂層技術，也可以應用玻璃鋼管內襯技術措施，環氧樹脂粉末的內涂層技術措施等，實現了金屬管道的內壁涂層防腐設計，達到預期的防腐效果。

應用雙金屬復合管技術措施，達到防腐絕緣的效果。玻璃鋼內襯和陶瓷內襯的復合管技術，達到最佳的防腐效果。復合管的防腐效果比較突出，同時能夠防止結垢的現象出現，缺陷就是復合管的生產加工費用偏高，導致油氣集輸的成本增加，需要慎重選擇。復合管防腐效果好，對鋪設工藝具有特殊的要求，否則很容易破壞玻璃鋼或者陶瓷的內部結構，而影響到防腐效果。未來金屬管道內壁防腐處理的發展方向，需要進一步研究管道的內壁腐蝕的機理，進行新型緩蝕劑的研究，開發新型的內壁防腐涂料，提高防腐涂料的性能指標，使其更好地達到防腐絕緣的效果，而且體現價格低廉的特點。研發復合管的防腐特征，不斷應用高新技術措施，如應用納米技術，生產出高品質的復合金屬管，使其達到最佳的油氣集輸效果，而對腐蝕的影響不大，提高了油氣管道集輸的效率。

3.2油氣集輸管道的外部防腐措施

油氣集輸管線擔負油氣集輸的任務，一般埋藏于地下或者架空處理，要求金屬管線具有足夠的強度和耐腐蝕特性，對金屬管線的外壁進行涂層處理，如利用石油瀝青進行涂層，使其形成一層高強度的保護膜，能夠提高外壁的防腐效果。也可以給金屬管線的外壁包裹保溫材料，防止油氣集輸管線溫度散失，影響到油氣的正常集輸。油氣集輸管線的外壁涂料，必須滿足外壁的防腐絕緣要求，設計涂層的技術措施，優化涂層處理的工藝，使涂層達到更高的防腐效果。為了防止金屬埋地管線與土壤形成原電池，而損壞金屬管線，采取陰極保護技術措施，提高埋地管線的耐腐蝕性。在油氣集輸現場，一般采取犧牲陽極的陰極保護措施，或者外加電流的陰極保護措施，使油氣輸送管線成為原電池的陰極，避免消耗管線，而導致管線破壞泄漏，影響到油氣的順利集輸。陰極保護技術的應用，可以選擇石墨電極作為陽極，達到陰極保護的效果。

4、結束語

通過對油氣集輸管道腐蝕的原因及對策的研究，分析各種腐蝕的原因，有針對性地采取相依難度防腐措施，既要防止管道內壁的腐蝕，同時也要防止管道外表面的腐蝕，才能保證油氣集輸管道的使用壽命，提高管道輸送的效率。

參考文獻：

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[2]付程楚悅.油氣集輸管道腐蝕與防腐措施研究[J].化工管理，2016，（27）：203.

（作者單位：新疆油田公司石西油田作業區莫北轉油站）