油氣管道腐蝕原因及防腐措施研究

姚子健

關鍵詞：油氣管道;腐蝕原因;防腐措施;陰極保護;防腐層

0 前言

近年來，我國油氣管道的數量以及長度都在不斷的增加，管道屬于我國經濟發展的基礎設施，通過加強管道建設，有利于平衡我國各個區域的能源供給，對于推動我國社會的全面發展十分關鍵。對于大多數油氣管道而言，其主要的材料為碳鋼，在管道運行的過程中，威脅其運行安全的因素相對較多，例如第三方破壞、腐蝕等[1]。通過對管道事故問題進行調研發現，大多數的管道風險事故是由于腐蝕問題所引起的。因此，需要對管道腐蝕問題的原因進行系統分析，并采取多種類型的防腐措施，以此保障管道的運行安全。

1 油氣管道腐蝕原因分析

（1）內腐蝕原因分析

油氣管道可以分為三種類型，分別是油氣集輸管道、原油管道以及天然氣管道，三種類型管道中的介質不同，因此，三種管道內腐蝕問題的原因也各不相同。對于集輸管道而言，其主要集中在油氣田企業，在油氣資源被開采出地面以后，通過使用集輸管道將其輸送到集中處理站，對能源進行處理，由此可見，集輸管道中的介質相對較為復雜，一般情況下，介質會以油氣水三相的形式存在，由于介質未進行處理，因此，介質中含有大量的酸性物質，在酸性物質溶于水以后，將會對管道產生嚴重的腐蝕作用，同時，由于介質從地層開采出地面以后就會進入集輸管道，因此，介質的溫度相對較高，而酸性物質腐蝕管道屬于化學反應，隨著溫度的升高，化學反應的速度加快，管道的腐蝕速率增大，綜合而言，與其它管道相比，集輸管道的內腐蝕問題較為嚴重[2]。對于原油管道而言，管道內的介質已經進行了處理，酸性物質的含量大幅降低，同時，在原油流動的過程中，會在管道內壁上產生一層油膜，其可以發揮內防腐層的作用，由此可見，與其它兩種類型的管道相比，原油管道的內腐蝕問題相對較為輕微。對于天然氣管道而言，其腐蝕速率與上游的處理工藝及處理設備有關，從理論上分析，如果上游的脫水效果相對較高，介質流動的過程中無法產生液態水，此時管道內僅有的腐蝕性氣體也將無法對管道產生嚴重的腐蝕作用，但是對于部分處理廠而言，脫水設備的運行不穩定，介質的脫水效果相對較差，在介質輸送的過程中，隨著溫度的逐漸降低，會產生大量的液態水，腐蝕性氣體溶于液態水以后，將會對管道內壁產生嚴重的腐蝕作用[3]。

（2）外腐蝕原因分析

外腐蝕也是影響管道安全的重要因素，外腐蝕問題的產生主要與土壤環境以及防腐層的質量有關，首先，土壤中含有大量的腐蝕性物質以及微生物，對于腐蝕性物質而言，其會對金屬材料產生直接的腐蝕作用，對于微生物而言，在微生物生命活動的過程中也會產生腐蝕性物質，因此，微生物會對金屬的腐蝕問題產生直接影響。在另一方面，通過對我國部分管道進行調研發現，其均配置了外防腐層，但是如果外防腐層存在損壞問題，管道金屬與土壤環境直接接觸，必然會對管道的腐蝕產生影響，同時，防腐層破損的位置和防腐層完好的位置將會形成原電池，進而使得防腐層破損位置處產生嚴重的電化學腐蝕，事實上，電化學腐蝕問題的危害更大，腐蝕速率更快，一般情況下，防腐層損壞問題都是由于管道建設施工不當或者第三方破壞所引起。

2 油氣管道防腐措施研究

（1）陰極保護措施

陰極保護主要是從電化學的角度出發，對金屬材料進行合理的保護，主要的保護措施可以分為兩種類型，分別是犧牲陽極以及外加電流，如果使用犧牲陽極的保護方法，則需要在管道沿線敷設陽極包，陽極包內存放活躍性更高的金屬材料，在活躍性更高金屬材料與碳鋼接觸以后，碳鋼可以被看作為原電池的陰極，進而受到一定的保護，活躍性更高的金屬材料可以被看作為原電池的陽極，進而被腐蝕，陽極包的數量以及距離間隔需要通過計算得到。如果需要使用外加電流方法，需要在管道沿線站場內安裝恒電位儀，通過向管道金屬施加電流的方式，使得碳鋼的腐蝕速率降低。

（2）防腐層保護措施

防腐層保護屬于一種物理性的保護措施，對于集輸管道而言，由于其內腐蝕速率相對較快，內腐蝕對管道產生的危害遠超過外腐蝕，因此，需要在集輸管道內部增設防腐鍍層，進而使得介質與碳鋼之間相互被隔離，腐蝕性物質將無法對碳鋼材料產生腐蝕。在外腐蝕方面，需要全面保障外防腐層的完整性，定期對管道進行全面的外檢測，及時對防腐層破損的位置進行修復，使得碳鋼材料與土壤環境可以相互被隔離。

（3）緩蝕劑保護措施

向介質中添加緩蝕劑是防止管道出現嚴重內腐蝕問題的重要措施，目前，通過對緩蝕劑市場進行調研發現，我國開發的緩蝕劑類型相對較多，不同類型緩蝕劑適用的環境以及發揮的作用不同，例如某些緩蝕劑只能解決二氧化碳腐蝕問題，因此，相關企業可以對市場上常見的緩蝕劑進行全面的對比，根據管道內介質的組分，對緩蝕劑進行優選，充分發揮緩蝕劑防腐的作用。

3 結論

綜上所述，腐蝕是威脅管道安全的重要因素，腐蝕問題還將會導致管道的使用壽命大幅降低，最終給管道運營企業產生巨大的經濟損失，影響管道腐蝕的因素相對較多，且管道內介質不同或者所處的土壤環境不同，則腐蝕速率也存在一定的差距，相關企業需要采取合理地防的腐措施，對管道進行全面保護，保障其可以長期處于安全的運行狀態。

參考文獻：

[1]王姝琦.關于油氣管道腐蝕原因及主要防護措施探討[J].中國石油和化工標準與質量，2014（06）：111.

[2]張春生，申龍涉，郭慧軍，等.埋地油氣管道外腐蝕原因及防腐技術的研究進展[J].當代化工，2011，40（02）：202-205.

[3]王丹，袁世嬌，吳小衛，等.油氣管道CO2/H2S腐蝕及防護技術研究進展[J].表面技術，2016，45（03）：31-37.