聯合站管道腐蝕規律及防護措施探析

朱 英

（大慶油田有限責任公司第四采油廠第四油礦，黑龍江 大慶 163511）

0 引言

石油聯合站是整個石油資源運輸體系中的核心部分，本身是經過特殊技術保護的石油運輸線路，與普通石油管線相比，聯合站的運輸能力遠遠超出常規線路，主要表現為運輸速度快，運輸量大。但是聯合站運輸管線相交于普通路面運輸線路而言更容易受到腐蝕，第一，由于聯合站管線管道直徑較小，承受侵蝕能力較弱，因此容易受到腐蝕；第二，與普通石油運輸管線裸露于地上不同，聯合站管線大多被埋于土壤深處，受土壤酸堿度影響較大，比較容易受到腐蝕。若聯合站石油運輸管線出現腐蝕現象，會造成嚴重的危害。由于聯合站管線運輸石油速度較快，且深埋于地下，常規的腐蝕泄漏問題難以被及時發現，會造成短時間內石油資源的大量浪費；同時石油資源外溢會嚴重污染聯合站管線周圍的土壤，且受石油污染的土壤難以在短時間內實現自我清潔。按國際通用標準，石油聯合站運輸管線的更換年限為5～7年，但是在實際使用的過程中，由于不可控外界因素較多，管道常常出現被腐蝕的現象，因此需要在聯合站石油運輸管線投入使用的過程中做好防護工作，以延長石油運輸管線壽命，保護石油資源以及當地生態環境。

1 聯合站管線腐蝕的主要原因

為了方便石油資源的運輸，構建石油聯合站管線的原材料一般是各種金屬材質。從化學的角度來講，這些金屬元素大多比氧元素性質活潑，在與氧氣充分接觸的環境下，比較容易與氧元素產生化學反應，生成某些氧化合物，附著在原有的金屬管線上，在吸收水分的同時繼續與氧氣發生反應，最終造成了對原油管線的腐蝕。

聯合站管線一般而言埋于土壤深處，常年不見陽光，整體處于潮濕陰暗的環境中，容易和土壤里的水分發生反應，在聯合站管線防護措施不到位的情況下，腐蝕現象非常容易發生。在不同季節中，石油聯合站管線的腐蝕情況也是不盡相同的，一般而言，夏季石油管線的腐蝕情況要比冬季更嚴重，究其原因主要是以下幾點：第一，夏季整體氣溫高土壤溫度高，引起銹蝕的化學反應容易達到適宜溫度使得反應加快；第二，由于氣溫過高造成石油溫度相較于冬天而言有所上升，從管道內部引起的腐蝕情況也有所加劇；第三，由于夏季普遍降水多，土壤中含水量大，管道周圍的水分相較于冬天而言更多，也容易發生腐蝕的現象。

2 加強聯合站管線防護的意義

2.1 節約資源，減少浪費

石油資源是關系國際民生的戰略資源，幾乎任何生產生活都離不開石油資源的參與。我國的石油資源儲量總體豐富，但是人均占有量非常少，且經過多年開采，國內幾個主要的大型油田基本處于臨近枯竭的狀態。現階段，在石油資源還不能被大規模替代的時期，如何節省石油資源成為了關系國家發展的重要問題。但是，每年運輸的石油資源中有相當部分，因為管線的腐蝕線路問題出現了浪費，白白流走。由于石油是不可再生資源的典型，我國每年從外國主要產油地進口大量的石油，用以支撐我國現代社會的生產生活環節，因此當出現石油泄露問題時，浪費的不僅僅是石油資源，還浪費了大量的外匯儲備。加強石油站聯合管線的防護工作可以有效解決管線腐蝕問題，盡量避免石油資源在運輸過程中出現不必要的浪費情況。

2.2 節能減排

人類社會已經發展到21世紀，各項工業體系的發展為人類社會的進步做出了重要貢獻。但是，與經濟發展相伴而來的是全球生態環境被嚴重破壞，污染問題日益嚴重，這是一個需要被全體人類共同重視的問題。在石油資源運輸的過程中，聯合站管線原本的建設初衷是方便石油資源的運輸，但是在實際使用的過程中，由于聯合站管線常常會出現腐蝕、泄露，甚至是穿孔的問題，這些問題都會造成聯合站內的石油資源大量泄露。由于聯合站管線大多深埋于地下，當發生腐蝕穿孔問題時，往往難以察覺，待發現相關情況時，早已造成了巨大的石油污染問題。由于石油資源腐蝕性強，粘稠度高，且泄露位置位于地面以下，常年處于不見陽光的狀態，這大大減緩了自然分解的速度，同時由于污染位置位于地下，人工清理污染也是一件困難的工程。近年來，全世界范圍內發生了多起石油資源泄露的問題，無論是海上石油管道還是陸上石油管道，無一例外都對當地生態環境造成了極大的破壞，也對當地社會發展造成的巨大的經濟損失。因此，加強對聯合站管線的防護工作，可以有效減少發生腐蝕穿孔問題的幾率，控制石油泄漏問題發生的頻率，減少對環境的污染。

3 腐蝕問題的高發位置

3.1 管道接口位置

管道接口位置是石油站聯合管線腐蝕現象頻發的地區。由于管道接口需要焊接作業，當前國際通用管道焊接材料為聚乙烯材料，此材料可塑性強，焊接速度快，焊接安全性高。但是存在防水能力較弱，且難以形成光滑的焊接面，容易出現凹坑等問題。當聯合站管線在地下工作時間過長時，土壤中的水分以及酸性侵蝕物質容易長期附著在聚乙烯材料表面，向下滲透最終會接觸到石油運輸管線，對構筑管線的接觸材料產生腐蝕；其次，由于管線接口位置需要用到螺母與螺絲進行固定，每當冬夏季節交替時會出現熱脹冷縮的效應，螺絲與螺母會出現體積上的變化，最終導致管道接口產生局部裂紋，當體積膨脹時管道接口還會承受更大的壓力。這時加上聚乙烯材料未能對土壤中的腐蝕介質進行很好的隔離，多重因素作用下管道接口處頻發腐蝕現象。

3.2 管道中段

同一條聯合站管線表面所受到的腐蝕程度是不盡相同的，在管道起始端和末端，受到的腐蝕程度相對較輕，在管道的中段受到腐蝕的幾率大大增加，這是因為在建設聯合站管線的過程中，往往會在管道的起始端和末端設立大量的支撐結構，而位于管道中段，支撐結構相對較少，因此管道中段不僅受到各種腐蝕源的影響，還要承受整條金屬管道的物理結構帶來的壓力。

4 保護方法

使用保護層是當今國際上通用的保護石油運輸管線的常用手法之一，其目的是減少聯合站管線被腐蝕的幾率。比較常見的手段有很多，比如在管道外層鋪設隔離層，嵌套陶瓷防護套，涂抹特種防侵蝕油漆等等。這是為了隔絕聯合站石油運輸管線與外部腐蝕介質之間的接觸。還有一種方案是運用類似于海洋游輪防止船底腐蝕的手段，在聯合站運輸管線外圍嵌套一層金屬性質更加活潑的金屬管層，在兩套管層之間還需要填充由厭氧成分組成的保護材料。這樣做的目的是讓聯合站運輸管線外圍嵌套的活躍金屬層優先與土壤中的腐蝕性介質發生化學反應，以外圍活躍金屬層的消耗來避免聯合站運輸管線本身的損耗，兩套管層之中填充的厭氧材料也能夠在外層活躍金屬層消耗殆盡的情況下為內部聯合站管線提供一定程度的防侵蝕作用。這種方案的好處是可以極大的避免聯合站石油運輸管線本身發生腐蝕甚至是穿孔的現象，其安全系數非常高。但缺點是由于使用了更加活潑的金屬管套替代聯合站運輸管線本身與外界的腐蝕介質進行反應，外圍金屬層時時刻刻處在消耗之中，因此需要定期更換金屬層材料，但由于聯合站管線大多深埋于地下，因此更換管線所花費的成本較高，由于需要使用更加活潑的金屬材料類似于鋅，鎂等材料，這些管材造價相對較高，花費的保護經費較多；

第二，改變聯合站管線內部本身的材料也是一種可行的防止腐蝕的方式，目前應用最為廣泛的是將構筑聯合站運輸管線的材料進行電鍍處理，電鍍后的管材比普通材質對于土壤內的腐蝕介質表現出更加耐受的特點，其壽命更長，運輸安全性更高。

5 結語

在石油資源尚未被替代的今天，如何做到開源節流對整個國家的經濟發展有著重大意義。如何開源受到本國礦產資源稟賦條件的限制，因此，從節流的角度入手是更加實際可行的。通過本文的研究，聯合站使用運輸管線發生腐蝕現象的主要原因，一是由外界空氣，土壤中的腐蝕介質影響所導致；二是由于聯合站運輸管線構成材料本身的缺點所導致。因此，在實際生活中可以通過為聯合站管線添加保護材料和用更加活潑的金屬代替管線本身金屬進行消耗的策略來增加石油管線的防侵蝕性。