輸油站場管道的腐蝕機理與防腐技術研究

余成

摘要：隨著現代化建設進程的不斷推進，我國對于油氣資源的需求量逐漸增大，而油氣資源分布不均又給資源的運輸帶來了巨大的挑戰，而輸油站管道能夠有效的緩解資源運輸困難的現狀，是我國經濟發展的血脈。但油氣輸運管道在自然環境下經常出現內、外壁腐蝕，極易引起管道破裂，油氣外泄等問題。針對這些問題，文章深入分析了管道腐蝕機制并闡述了主要防腐技術，旨在促進我國油氣輸運的發展，保證國家的能源輸送安全。

關鍵詞：輸油站場管道;腐蝕機理;防腐技術

輸油站場管道的腐蝕包括管道外壁腐蝕和內壁腐蝕，兩種類型的腐蝕雖然最終引起的結果相同，但兩種腐蝕的機理有很大的差別，只有對這兩種腐蝕機理進行分析研究，才能夠根據實際情況采取對應的措施，防止管道腐蝕的發生。

一、輸油站場管道的腐蝕機理

1、管道外壁腐蝕

輸油站場管道大多鋪設在環境惡劣的環境中，管道外壁與自然環境直接接觸，極易發生物理化學反應，進而引起管道外壁的腐蝕。埋地管道的外壁主要腐蝕類型包括宏觀電池腐蝕、微電池腐蝕、金屬電池腐蝕以及微生物生化腐蝕。通常來講深層土壤空氣含量較低，腐蝕作用應當較為緩慢，但埋地管道的腐蝕程度以及速度都遠遠超出人們想象。這是因為在管道掩埋施工過程中，氧氣大量進入，使管道附近土壤形成一個氧氣、水分和土壤并存的混合系統，為微生物的繁殖提供了適宜的環境。同時土壤中氧氣含量的梯度分布有極易形成電池效應，加速管道外壁的腐蝕。海洋管道的腐蝕機制和埋地管道略有不同，海水中含有大量的電解質，浸泡在電解質溶液中的金屬表面的不均勻性，會使管道表面產生電位差，而海水又可以作為導線將電位差不同的金屬區域連接起來，形成了原電池，海洋中存在的其他物質還會起到催化劑的效果，加速金屬離子化，造成海洋輸油站場管道腐蝕。

2、管道內壁腐蝕

管道內壁的腐蝕和自然環境關系不大，主要在于油氣本身的作用。眾所周知油氣中含有相當比例的硫化氫和二氧化硫，其中硫化氫溶于水并與金屬管壁反應，將金屬管壁離子化，造成金屬內壁的腐蝕，同時當氧氣存在時，還會進一步發生次級化學反應產生硫酸繼續對金屬管壁造成腐蝕。此外，硫化氫反應產生的氫氣的積累，極易造成氫脆現象，當管道內氫氣的含量過高，就會導致管內氣體壓強過大，引起管道破裂。而二氧化硫在水中也能和金屬管壁發生化學反應，加速管道內壁的腐蝕。除了化學腐蝕外，物理沖擊也是造成管道內壁腐蝕的重要原因，輸油站場管道中含有砂礫、流體以及氣體，形成多項流體，多項流體中氣泡以及零碎顆粒對管道內壁的沖擊作用，將腐蝕物沖掉，從而對管道形成沖性腐蝕，加速管道內壁腐蝕。

二、輸油站場管道的防腐技術研究

輸油站場管道對于保障我國的能源安全發揮著重要作用，是國家的生命線。而輸油站場管道的腐蝕極大的影響了管道的質量以及使用年限，極易導致管道破裂，產生油氣泄露，損害國家和人民的利益、因此針對目前輸油站場管道的腐蝕，應當及時采取有效措施，防止管道的腐蝕。

1、抗外部腐蝕技術

管道外壁腐蝕主要是由于管道外壁與自然環境直接接觸，并發生化學反應而造成的，因此提升外部管道抗腐蝕能力應當從隔絕外部管道與自然環境以及減緩化學反應兩個角度入手，進行管道抗腐蝕。

1.1、隔絕外部環境

目前我國輸油站場管道外壁抗腐蝕的主要手段是涂抹防腐蝕涂層，這種抗腐蝕的方法效果主要取決于涂層的均勻度以及涂層的質量。因此在選用涂層材料時應當根據輸油站場管道鋪設地點的自然環境條件，進行涂層產品種類的選擇，例如管道和海洋管道使用的抗腐蝕涂層種類就不相同，因此根據實際情況適當選擇涂層材料才能有效的將金屬管道外壁和腐蝕介質隔絕，起到防腐蝕的作用。另外在進行抗腐蝕涂層涂抹工作時應當嚴格按照操作指南，確保管道涂層分布均勻。

1.2、減緩化學反應

無論是管道還是海洋管道，金屬發生腐蝕的主要來源于電池反應，而減緩電池反應速率可以采用陰極保護法，即向被腐蝕金屬結構物表面施加一個外加電流，被保護結構物成為陰極，從而使得金屬腐蝕發生的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發生[ ]。減緩了電池反應，管道的腐蝕速率自然也會極大減緩。而且陰極保護技術性價比價高，整個管道一年的陰極保護所花費的費用不超過管道鋪設費用的1%，而若不進行陰極保護，管道的平均壽命只有5-10年，因此陰極保護技術具有很好的經濟效應。

2、抗內部腐蝕技術

和抗外部腐蝕過程類似，管道內壁的抗腐蝕也要從減慢化學反應和隔絕反應物質兩個角度出發進行管道抗腐蝕。

2.1、隔絕抗腐蝕

目前管道內壁的化學反應的隔絕主要使用內涂層以及襯里。內涂層和襯里抗腐蝕的機制基本相同，通過在管道內壁和腐蝕物質之間設置一層隔絕層，防止輸運物質和管道內壁發生化學反應，從而減緩管道內部的腐蝕，節約管材的維修費用。另外管道的襯里不僅能夠隔絕反應物質，還能阻擋多相流體的沖擊，起到雙重作用。

2.2、減慢化學反應速率

通過對管道內壁涂抹緩沖劑，減小反應速率常數，降低腐蝕反應的速率以達到減緩腐蝕反應的目的[ ]。緩沖劑的應用性價比相對較高，具體操作過程也極為簡單方便，是目前管道內壁抗腐蝕應用較為廣泛的方法。

三、結論

綜上所述，在油氣管道的建設以及后續管理過程中，應當給予管道防腐工作充分的重視。在施工時期，相關部門應當科學的分析管道腐蝕產生的原因，并針對腐蝕的類型合理選擇合適的防腐方法。管道施工完成后，還應當定期地監測和及時地維護保養，避免管道因腐蝕而造成破裂。

參考文獻

[1 ] 孟建勛，王健，劉彥成，劉志梅，劉培培.油氣集輸管道的腐蝕機理與防腐技術研究進展[J].重慶科技學院學報，2012（2）：256.

[2 ] 劉振乾.油氣集輸管道的腐蝕機理與防腐技術研究進展[J].科學實踐，2014（6）：10-12.