油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理與防腐技術(shù)研究

王亞鵬

（大慶油田第七采油廠，黑龍江 大慶 163517）

0 引言

目前油氣集輸管道還存在一定的局限性，整體性能指標(biāo)有待提高，其中較為突出的一個(gè)問(wèn)題就是管道腐蝕，管道腐蝕不僅會(huì)影響運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性，還會(huì)由此引發(fā)較大的經(jīng)濟(jì)損失，需要采取相關(guān)措施進(jìn)行管控。

1 油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理

1.1 外腐蝕

油氣管道的外腐蝕具有一定的表現(xiàn)性，主要是管道外圍介質(zhì)因電化學(xué)發(fā)生反應(yīng)，在物理溶解作用下形成的一種腐蝕，根據(jù)管道腐蝕位置的不同其形成原因也有變化。具體可分為土壤腐蝕和海水腐蝕，土壤中的組成成分比較復(fù)雜，土壤中既有微生物和真菌的存在，也充滿了水和空氣，這些物質(zhì)會(huì)相互作用，使得土壤逐漸異化。使得氧氣傳輸過(guò)程中形成濃度差，基于濃度差電池特性，會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生腐蝕作用，隨著時(shí)間的延后，這種腐蝕還會(huì)加劇。還有就是海水腐蝕，海水腐蝕主要針對(duì)于海上油田的運(yùn)輸，集輸管會(huì)穿過(guò)海水，海水是一種電解質(zhì)溶液，當(dāng)溶液中存在金屬時(shí)，海水會(huì)作用于金屬表面，少部分電極電位會(huì)與管道連接，從而在海水中形成一個(gè)完整的回路，導(dǎo)致管道腐蝕問(wèn)題的出現(xiàn)。

1.2 內(nèi)腐蝕

內(nèi)腐蝕主要分為兩種，一是硫化氫腐蝕；二是二氧化碳腐蝕。硫化氫的活潑性比較高，在水中會(huì)發(fā)生電離，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)會(huì)使得管道出現(xiàn)腐蝕情況。二氧化硫同時(shí)與鐵和氧氣接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其化學(xué)產(chǎn)物為硫酸亞鐵，在水解之后，硫酸亞鐵會(huì)形成游離酸和氧化物，這些產(chǎn)物會(huì)加快管道的腐蝕，而且生產(chǎn)的硫酸亞鐵會(huì)往復(fù)循環(huán)，對(duì)管道腐蝕形成了一個(gè)回路作用。

2 油氣集輸管道防腐技術(shù)

2.1 外防腐技術(shù)

針對(duì)于油氣集輸管道的外防腐，我們可以采取外防腐涂層和陰極保護(hù)技術(shù)進(jìn)行解決。外防腐涂層，在運(yùn)用該技術(shù)的時(shí)候，主要是通過(guò)向管道外壁位置對(duì)防腐層進(jìn)行噴涂，起到一個(gè)雙層防腐的作用。在這幾年的發(fā)展中，我國(guó)防腐涂層技術(shù)得到一個(gè)較快的發(fā)展，所應(yīng)用的防腐涂層技術(shù)越來(lái)越多樣化，環(huán)氧涂層和聚乙烯就是其中的典型代表，環(huán)氧涂層在管道防腐中的應(yīng)用比較多，它與煤焦油和石油瀝青涂層相比更加應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，它的穩(wěn)定性比較高，是一種熱固性材料，在高溫狀態(tài)下也不容易受到損害，表面光滑，能夠很好的抵御鹽堿腐蝕。三層聚乙烯是基于雙層FBE基礎(chǔ)上逐漸演化而來(lái)，它具有FBE的性能優(yōu)勢(shì)，粘黏性極強(qiáng)，防腐蝕性能穩(wěn)定性，材料滲透性較強(qiáng)。陰極保護(hù)技術(shù)是一種能夠避免金屬在電解質(zhì)中發(fā)生腐蝕的電化學(xué)保護(hù)技術(shù)，比如土壤、海水等，在運(yùn)用該技術(shù)的時(shí)候，我們將金屬一段當(dāng)做陰極，然后對(duì)其施加直流電流，當(dāng)金屬電位負(fù)于某一電位值時(shí)，金屬表面電化學(xué)不均勻性會(huì)得到一個(gè)有效的消除，特別是在腐蝕陰極溶解過(guò)程中進(jìn)行抑制的情況下，可以更好的對(duì)金屬材料形成一種保護(hù)作用。

2.2 內(nèi)防腐蝕技術(shù)

內(nèi)防腐主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是緩蝕劑技術(shù)，二是內(nèi)涂層襯里防腐技術(shù)。緩蝕劑是一種能夠?qū)辖鸾饘俑g起到抑制作用的化學(xué)藥劑，在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用比較多。緩蝕劑的作用機(jī)理還沒(méi)有形成統(tǒng)一的理論，目前主要理論有成膜理論和電化學(xué)理論等。緩蝕劑并非直接作用于腐蝕介質(zhì)，它是基于金屬表面狀態(tài)的一個(gè)慢化過(guò)程，具有一定的催化作用。在防腐過(guò)程中，緩蝕劑發(fā)揮的作用是顯著的，緩蝕效率比較高，能夠在節(jié)約材料的基礎(chǔ)上極大程度上提高管道的使用周期，通過(guò)使用緩蝕劑，可以實(shí)現(xiàn)大部分的工藝目標(biāo)。緩蝕劑由有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類組成，根據(jù)電化學(xué)原理的差別，我們又可以將其劃分為陽(yáng)極緩蝕劑、陰極緩蝕劑和混合性緩蝕劑三種，其應(yīng)用范圍有所區(qū)別。

內(nèi)涂層襯里防腐技術(shù)是集輸管道常用的防腐措施之一，主要是在腐蝕介質(zhì)和管道內(nèi)壁口之間建立一個(gè)隔離層，對(duì)隔離層進(jìn)行噴涂處理，起到一個(gè)延緩腐蝕的作用。這種技術(shù)的操作難度低，操作流程簡(jiǎn)單，應(yīng)用于集輸管道中，可以對(duì)節(jié)約管道維修成本，降低管道材料的消耗率。環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯和環(huán)氧粉末都可以作為噴涂材料，能夠起到一個(gè)較好的隔離作用，降低管道腐蝕程度。

3 結(jié)語(yǔ)

在這幾年的發(fā)展中，我國(guó)對(duì)石油的需求越來(lái)越高，必須要重視油氣集輸中的腐蝕問(wèn)題，根據(jù)管道腐蝕機(jī)理的不同采取針對(duì)性的解決措施，提高管道集輸?shù)姆€(wěn)定性，保障油氣集輸工作開(kāi)展的有序性。