油田集輸金屬管道腐蝕原因與防腐措施

黃家校

（大慶油田工程建設公司油田工程事業部第一工程部，黑龍江 大慶 163000）

1 腐蝕對集輸管道的危害

腐蝕對集輸管道的危害主要體現在在如下幾點：第一，穿孔、泄漏等會對管道自身產生損害，造成經濟損失；第二，管道因腐蝕維修過程中，影響原油集輸系統的運轉；第三，管線泄漏可能引發爆炸、火災等危險，產生人身傷害；第四，原油會對周圍的土壤、水體造成污染，其中的毒有害氣體會擴散到空氣中，造成空氣污染。

2 油田集輸管道腐蝕原因

油井產液或含油污水成份復雜，除原油外還含有多種腐蝕介質，如H2S、CO2、Cl-、水等，對管道內壁造成腐蝕，同時地上及地下集輸管道受空氣和土壤等環境影響，管道外壁會產生腐蝕。

2.1 管道內壁腐蝕

原油、含油污水等介質必須以一定溫度輸送，溶于水的酸性物質在此溫度下隨原油在管道內流動，從而對金屬管道極易直接產生腐蝕，這種腐蝕一般分為全面腐蝕和局部腐蝕兩種；其中全面腐蝕是均勻腐蝕，管道表面光滑，局部腐蝕是相對于全面腐蝕而言的，有點蝕、蜂窩狀腐蝕、臺地侵蝕及流運誘發局部腐蝕等，隨著腐蝕的進行，H+濃度不斷加大，會破壞金屬管道的晶間結構，導致管道開裂。原油中包括油、氣、水等流體，在管道中的流態是多項流，另外原油從地層中開采出來，含有一定量的泥沙，氣體和固體顆粒會把已形成的腐蝕層或保護層沖刷掉，重新讓腐蝕介質和金屬管道接觸，加快腐蝕速度。

2.2 管道外腐蝕

站內架空管道外壁與空氣直接接觸，空氣中的H2O和CO2生成弱酸，與管道外壁金屬反應產生腐蝕，腐蝕速率隨濕度增大而增大。站內場區及站外管道一般埋地敷設，土壤中的CO2、SO2等酸性物質在管道周圍形成酸性環境，與金屬管道發生反應產生腐蝕，而硫酸鹽與地下水形成的硫酸鹽水化物會與金屬產生晶性腐蝕；同時土壤中的鹽溶于水形成電解質溶液，可使金屬管道產生電化學腐蝕，土壤中有很多細菌，如硫酸鹽還原菌、氧化菌等，它們能促成土壤中各種鹽（如硫酸鹽）的還原，加快金屬管道的電化學腐蝕；另外輸油管道一般和機泵、儲罐等各種設備連接，在土壤中產生一定量雜散電流，這些電流在金屬管道某些區域上形成陰極區，其它部位管道為陽極區，從而形成原電池，產生電化學腐蝕[1]。

3 金屬集油管道的防腐措施

根據以上分析，金屬集輸管道內、外壁均有遭受腐蝕的風險，因此，金屬管道的防腐，必須同時對內壁和外壁采取防腐措施。

3.1 內、外壁的涂層防腐

在金屬集輸管道內、外壁涂敷致密均勻的涂層，將腐蝕介質、電解質溶液與金屬管道隔離開來。項目實施前，首先搜集整理當地的地質條件，分析土壤、原油成分組成，并結合各種防腐涂料性能、成本分析，來確定涂料的種類。隨著材料科學的發展，近年出現了多種具有優良物理、化學性能的復合防腐涂料，如內防腐常采用熔結環氧粉末涂層、溶劑型環氧樹脂涂料或無溶劑型環氧樹脂涂料，外防腐常采用聚乙烯粘膠帶、2PE、3PE等防腐層。

3.2 管道的陰極保護

陰極保護，一般分為外加電流陰極保護和犧牲陽極陰極保護，均是將被保護的集輸管道作為原電池的陰極，避免金屬管道電子流失發生溶解。外加電流保護法一般用于需要保護電流大、管徑較大的集輸管道，而犧牲陽極保護法則用于所需保護電流小、管徑較小的集輸管道；實際工程中，油田集輸管道的腐蝕主要是由電化學反應引起的，管道周圍的電解質溶液由于溫度、濃度、流速的不同，在管道表面形成電位高低不同的電場（也就是形成大大小小的許多原電池），此時在通過外加電流使金屬管道人為陰極極化，防止電子流失而腐蝕溶解；或者在管道沿線的布置陽極，工程中常用的陽極種類有鎂陽極、鋅陽極、鎂鋅合金等，電子從這些陽極流向作為陰極的管道，陽極逐漸溶解而陰極得到 保護。

4 結語

綜上所述，通過對油田集輸管道腐蝕原因的分析可知，管道內、外腐蝕的影響因素很多，項目實施過程中尤其是設計階段，對金屬管道中的介質、空氣濕度、土壤成分及地下水質條件進行分析，并經優化對比，給出最終的防腐方案，同時加強集輸系統的日常維護和巡檢，以保證油田集輸管道的安全運行。