油氣管道內(nèi)腐蝕原因及防腐措施研究

摘要：近年來，隨著油氣管道行業(yè)的快速發(fā)展，管道內(nèi)腐蝕一直影響著油氣管道的安全運行，國內(nèi)外因管道內(nèi)腐蝕而引發(fā)的油氣管線安全事故頻頻出現(xiàn)。做好管道內(nèi)防腐是確保管道安全運行的重要手段，管道內(nèi)防腐成為油氣管道建設研究的關(guān)鍵課題，對油氣長輸管道的腐蝕控制極為必要。本文主要對油氣管道內(nèi)腐蝕發(fā)生的原因進行了分析，并就有關(guān)管道內(nèi)防腐技術(shù)作了深入的探討。

關(guān)鍵詞：油氣管道;內(nèi)腐蝕;原因;防腐措施;研究

油氣集輸管道是油氣運輸?shù)牡闹匾绞剑谡麄€油氣運輸過程中發(fā)揮著巨大的作用，油氣集輸中的管道腐蝕問題一直是影響整個油氣傳輸工藝的主要問題。油氣輸送管道內(nèi)腐蝕不僅會引起管線穿孔、破裂，發(fā)生泄漏，降低管線承載能力，甚至會對人民的生命財產(chǎn)造成嚴重威脅，油氣集輸管道有效的內(nèi)防腐技術(shù)可以減少管道的腐蝕，提高油氣的集輸安全。因此，探究油氣管道的內(nèi)腐蝕機理并及時作出相應的防護措施迫在眉睫。油氣管道內(nèi)壁腐蝕主要由兩方面造成，一方面是油氣中的腐蝕性氣體如H2S、CO2、O2及其它硫化物等直接與金屬管道接觸，對管道造成化學腐蝕。另一方面是油氣中含有一定量的水，能夠在管道內(nèi)形成一層親水膜，在管道內(nèi)壁局部形成微電池，造成電化學腐蝕。

1 油氣管道內(nèi)腐蝕常見類型

1.1 縫隙腐蝕

縫隙腐蝕是由于非金屬材料與金屬材料，或者異種金屬材料、同種金屬材料相互接觸而形成的。縫隙腐蝕是一種較為常見的腐蝕形式，在管道內(nèi)壁銹層下、焊縫氣孔、螺母緊壓面、法蘭連接面都很容易出現(xiàn)縫隙腐蝕，它們是由于縫隙中某種離子累計、縫隙中酸度變化、縫隙中氧分子的缺乏而造成的。

1.2 應力腐蝕

應力腐蝕可能是油氣集輸管道金屬內(nèi)部的殘余應力，也很有可能是油氣集輸管道外加應力，它是一種由于特定腐蝕介質(zhì)與拉應力共存的過程中所出現(xiàn)的腐蝕破裂。殘余應力可能是由于管道金屬材料體積變化引起的，也可能是管道金屬材料升溫后冷卻降溫不均勻引起的，也有可能是由于加工制造的過程中所出現(xiàn)的形變，還有可能是由于冷縮配合、螺栓緊固、鉚合作用所引起的應力。

1.3 晶間腐蝕

油氣集輸管道往往都采用合金材料，晶間腐蝕常常發(fā)生在合金晶界處，一旦出現(xiàn)晶間腐蝕，會導致管道的延伸性和強度都出現(xiàn)大幅度下降的現(xiàn)象，機械強度變化較快，即使管道的外型尺寸和金屬質(zhì)量沒有發(fā)生多大的變化，但是對于油氣集輸管道結(jié)構(gòu)的損壞卻是極為嚴重的。

1.4 點蝕

在油氣集輸管道金屬內(nèi)壁局部區(qū)域很容易出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象，而這些點蝕又會使得坑點或者洞穴向內(nèi)部擴展，甚至還有可能會出現(xiàn)穿孔的現(xiàn)象。油氣集輸管道在氯離子含量高的土壤中很容易出現(xiàn)坑蝕和點蝕。一般在綜合評價點蝕時，都采用最大點蝕深度、平均點蝕深度、點蝕密度等指標。

2管道內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)

油氣管道在出現(xiàn)腐蝕之后，會表現(xiàn)出管道壁變薄、出現(xiàn)蝕損斑等情況，會產(chǎn)生一定的安全隱患。管道內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)可以對管壁的腐蝕情況進行檢測和分析，通過得到的數(shù)據(jù)來采取有效地解決措施，以降低不良事故的發(fā)生率。目前，國內(nèi)外常用的管道內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)為漏磁檢測技術(shù)。漏磁檢測技術(shù)是基于鋼管類磁性材料的高導率這一特性來實現(xiàn)的。鋼管內(nèi)因為腐 蝕而產(chǎn)生的缺陷處的磁導率遠遠小于完好處的磁導率，鋼管在外部磁場的作用下被磁化，當鋼管內(nèi)沒有缺陷的時候，磁力線會均勻分布，而當鋼管內(nèi)產(chǎn)生缺陷的時候，磁力線會彎曲，通過此種原理來判斷鋼管 內(nèi)是否存在腐蝕。該種技術(shù)操作非常簡單，且檢查費用比較低，與其他的常規(guī)檢測方式相比，磁漏檢測技術(shù)的量化檢測結(jié)果精準度較高，可以實現(xiàn)對管道內(nèi)的持續(xù)監(jiān)測。但是該種檢測技術(shù)還存在著一定的缺點，如磁漏檢測技術(shù)對于軸向缺陷的敏感性不高，因此，也很難實現(xiàn)對于軸向缺陷一類缺陷的檢測。

3管道內(nèi)腐蝕防腐技術(shù)措施

3.1添加緩蝕劑

添加緩蝕劑是一種從本源上控制集輸管道內(nèi)腐蝕或延緩腐蝕速率的方法。油氣集輸管道防腐技術(shù)一般使用有機緩蝕劑，其具有以下優(yōu)點：一是不改變管道介質(zhì)條件，起到良好的防腐效果;二是成本低，操作簡單;三是可根據(jù)不同環(huán)境或不同管道材質(zhì)等選取不同的緩蝕劑。緩蝕劑的選擇必須考慮保護集輸管道金屬材質(zhì)、腐蝕介質(zhì)等，還需要考慮緩蝕劑是否有毒性等。CO2腐蝕、H2S 腐蝕應采取吸附性緩蝕劑，使腐蝕物質(zhì)吸附在集輸管道內(nèi)表面形成保護膜，從而達到抑制腐蝕的目的。

3.2 管道內(nèi)涂層和襯里防腐技術(shù)

對油氣管道進行內(nèi)表面涂層防腐，它是通過涂層的隔離效果隔絕腐蝕介質(zhì)和集輸管道內(nèi)表面的接觸，從而達到防腐效果。使用管道內(nèi)涂層和襯里防腐技術(shù)不但能夠有效防止管道內(nèi)腐蝕的產(chǎn)生和加劇，還可以節(jié)約大量的集輸管材和維修、維護費用。此外，管道內(nèi)涂層和襯里防腐技術(shù)可使管道內(nèi)表面光滑，避免堵塞和事故的發(fā)生。CO2腐蝕、H2S腐蝕可以選擇有機涂層和襯里含有環(huán)氧樹脂、聚氨酯以及環(huán)氧粉末等。

3.3陰極保護方式

由于油氣管道所處的環(huán)境特殊，土壤腐蝕、化學腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)，會加重管道的腐蝕程度，所以可以采取陰極保護的方式與防腐層處理相結(jié)合的方式。此種方式在具體的應用中主要目的是對金屬管道進行保護，主要分為犧牲陽極和外加電流方法。犧牲陽極就是將低電位的金屬涂刷在管道上面，使之成為腐蝕電極，以對長輸管道進行很好的保護。外加電流方法就是將陽極與陰極連在一起，使兩者之間的點位加大，在陰極點位值達到一定數(shù)值后就可以進行保護電流的連續(xù)提供，進而對管道進行有效的防護。

4結(jié)束語

綜上所述，油氣管道內(nèi)腐蝕防護技術(shù)的研究對管道防腐具有重要的作用和意義。針對油氣管道內(nèi)腐蝕問題，必須針對各個影響因素研究制定切實可行的防腐措施，可以通過添加緩蝕劑、集輸管道內(nèi)涂層以及襯里防腐技術(shù)以及陰極保護等技術(shù)最大限度地降低管道腐蝕，保證油氣長輸管道安全高效運行。

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作者簡介：李睿（1996-），男，河北保定人，助理工程師，從事油氣管道管理工作。