油氣長(zhǎng)輸管道腐蝕問(wèn)題與陰極保護(hù)防腐技術(shù)措施研究

王 宇

（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠監(jiān)督管理中心，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

油氣長(zhǎng)輸管道應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，管道內(nèi)部存在多種化學(xué)物質(zhì)，易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。陰極保護(hù)法能夠有效抑制化學(xué)反應(yīng)，減弱腐蝕現(xiàn)象，延長(zhǎng)管道使用周期。所以，要充分了解該技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理，總結(jié)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提升使用效果。

1 油氣長(zhǎng)輸管道腐蝕的原因

1.1 油氣長(zhǎng)輸管道腐蝕機(jī)理的探討

在油氣長(zhǎng)輸管道中，CO2腐蝕機(jī)理的腐蝕是油氣長(zhǎng)輸管道的主要腐蝕方式。干燥CO2是不會(huì)腐蝕的，只有CO2在與水接觸或溶于高可溶性的烴類中時(shí)才會(huì)產(chǎn)生腐蝕性。恰好，油氣長(zhǎng)輸管道中含有大量的水，而這些油氣又是高溶解性的烴類，會(huì)對(duì)管道造成腐蝕。H2S在水中溶解后，將會(huì)腐蝕油氣長(zhǎng)輸管道。其基本原理為電化學(xué)失重腐蝕。在油氣長(zhǎng)輸管道和周邊環(huán)境中，存在著大量的水，其中存在著溶解氧，在此條件下，油氣長(zhǎng)輸管道將產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)SO2在水溶液中溶解后，與油氣長(zhǎng)輸管道發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成FeSO4。在FeSO4水溶液中進(jìn)行水解，形成Fe3O4和SO42-，SO42-在油氣長(zhǎng)輸管道中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的FeSO4，進(jìn)而會(huì)對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道造成二次腐蝕。

1.2 溫度對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道腐蝕的影響

在H2S腐蝕油氣長(zhǎng)輸管道過(guò)程中，溫度對(duì)其腐蝕程度具有很大的影響。從有關(guān)資料中可以看出：在H2S含量為10%的水溶液中進(jìn)行建模，在100℃以下，油氣長(zhǎng)輸管道的腐蝕速度隨溫度的增加而加快。在100～220℃的溫度下，隨著溫度的增加，油氣長(zhǎng)輸管線的腐蝕速度逐漸降低。在溫度持續(xù)升高到220℃時(shí)，油氣長(zhǎng)輸管道的腐蝕速度隨溫度增加而加快[1]。

2 油氣長(zhǎng)輸管道采用陰極保護(hù)的應(yīng)用措施

2.1 恒電位儀

根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，將重要的相關(guān)聯(lián)的設(shè)備正確地?cái)[放，以保證在安全范圍之內(nèi)。并將恒定電位計(jì)置于標(biāo)準(zhǔn)位置，并留意與其他儀器的間距及位置。

2.2 匯流點(diǎn)及參比電極

一般，有關(guān)人員會(huì)根據(jù)國(guó)家和企業(yè)的施工規(guī)范，對(duì)匯流點(diǎn)的位置以及與其他設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)間距進(jìn)行調(diào)整，以保證安裝的精確度。同時(shí)，長(zhǎng)效參考電極也會(huì)被安裝在指定的位置，以保證其他設(shè)備在連接到其他設(shè)備后都可以精確地進(jìn)行連接。另外，就算是在防腐系統(tǒng)中，也要進(jìn)行防腐處理，而且防腐級(jí)別不能太差，這一點(diǎn)也要引起足夠的重視[2]。

2.3 陽(yáng)極地床

陽(yáng)極地床的設(shè)置和選址都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選和規(guī)劃的。而且，陽(yáng)極地床的具體參數(shù)也是一清二楚，為了達(dá)到合格、高效的要求，還需要配備相應(yīng)的地床設(shè)備。同時(shí)，在安裝地床的時(shí)候要按照施工單位的具體計(jì)劃，在遇到建筑或者擋板時(shí)，要保證不會(huì)影響到以后的使用，并且不會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生不利的影響。但在實(shí)施之前，建筑單位必須對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，以保證工程的順利進(jìn)行。當(dāng)然，具體的施工調(diào)整計(jì)劃也要看現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況而定。

2.4 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法的應(yīng)用

油氣長(zhǎng)輸管道的犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，是將兩種不同的金屬放在一個(gè)電解液中，以減少油氣長(zhǎng)輸管道的腐蝕概率。進(jìn)行油氣長(zhǎng)輸管道防腐研究工作的人員，必須對(duì)管道進(jìn)行金屬活性的分析。然后在油氣長(zhǎng)輸管道附近，放置一種金屬活性較高的金屬材料，以取代油氣長(zhǎng)輸管道中的金屬材料，使其失去電子，從而實(shí)現(xiàn)油氣長(zhǎng)輸管道的防腐功能。

2.5 外加電流陰極保護(hù)法的應(yīng)用

除了可以在油氣長(zhǎng)輸管道中使用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法以外，在油氣長(zhǎng)輸管道防腐方面，研究人員還可以將油氣長(zhǎng)輸管道與外部電流結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道的陰極保護(hù)。外接電流陰極保護(hù)法是指在油氣長(zhǎng)輸管道上增加一個(gè)電源，以改變其表面的電子。在油氣長(zhǎng)輸管道上，外部供電可以為油氣長(zhǎng)輸管道提供附加的電子，從而取代油氣長(zhǎng)輸管道中的電子損耗。因此，作為陰極的油氣長(zhǎng)輸管道將不會(huì)被腐蝕。其具體方法是在油氣長(zhǎng)輸管道附近埋設(shè)固定陽(yáng)極，而油氣長(zhǎng)輸管道與固定陽(yáng)極之間采用外部供電。然后將外部電源、油氣長(zhǎng)輸管道、固定陽(yáng)極、以及土壤，構(gòu)成一條閉合的電路。也就是說(shuō)，在油氣長(zhǎng)輸管道被腐蝕后，會(huì)有一個(gè)固定的陽(yáng)極進(jìn)入土壤，再經(jīng)匯流點(diǎn)返回外部電力裝置，以輔助油氣長(zhǎng)輸管道補(bǔ)充損耗的電子。在此過(guò)程中，油氣長(zhǎng)輸管道能達(dá)到電子平衡，從而為油氣長(zhǎng)輸管道提供了防腐保護(hù)[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，油氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)技術(shù)效果突出。為了保證技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量，要做好相關(guān)技術(shù)的研究，結(jié)合實(shí)際使用場(chǎng)景，提高技術(shù)應(yīng)用效率。