油氣儲運中管道防腐技術

鄧 超

（南京中設石化工程有限公司，江蘇 南京 210000）

引言

石油與天然氣是目前我國社會持續性發展中不可或缺的能源，是我國經濟不斷增長的重要保障。因此，需要確保油氣儲運過程的安全，從而來滿足消費者的需求。油氣儲運過程中應用的輸送管道大多數為金屬材質，并且由于這些輸送管道暴露在不同環境之中，運輸的油氣性質不盡相同，若不采取措施進行保護，這些輸送管道極易被腐蝕。此外，輸送管道本身的材質和質量以及防腐技術的應用決定了其抗腐蝕能力的強弱，這些因素都會影響防腐工作的成效，從而影響油氣儲運過程的安全。因此，為了充分利用油氣資源，確保油氣儲運過程的安全，需要針對輸送管道發生腐蝕的原因，對其進行研究和分析，并采取合適的防腐技術對輸送管道進行保護。

1 油氣儲運管道腐蝕原因

造成管道腐蝕的原因很多，但根據腐蝕情況可分為內部原因和外部原因。內部原因主要包括防腐層失效和油氣性質差異等，外部原因主要包括環境差異和施工影響等[1]。為選取合適的防腐技術，需對管道腐蝕原因深入分析。

1.1 內部原因

防腐層失效主要是由于防腐層老化、脫落、損耗而引起的，管道防腐層在不經任何維護和保護的情況下，風吹日曬長時間使用后，其防腐效果大打折扣，起不到良好的防腐效果，從而造成了管道的腐蝕。因此，需定期對管道進行檢查，對損壞防腐層進行修復。

在油氣輸送過程中，由于輸送的油氣性質不盡相同，其內含有的腐蝕性物質和雜質會對管道造成腐蝕和磨損。例如，一些硫化物和二氧化碳會在油品中形成酸類物質，從而與金屬管道發生電化學反應，對管道造成腐蝕。另外，由于油品中含有水分，存在著一些電化學反應，這些反應破壞了金屬晶格，使管道更容易遭受到腐蝕。此外，一些固體雜質在運輸過程中，與管壁碰撞，對管道造成了磨損，降低了管道的強度。還有一些細菌會對管道造成更大的腐蝕威脅。這些問題是不可避免的，因此需針對不同的油氣性質，選擇合適的防腐技術。

1.2 外部原因

實際油氣運輸管道鋪設距離很長，跨越范圍很廣，接觸的介質與環境也會發生變化，因此會受到不同程度上的腐蝕。管道接觸的介質不同，腐蝕因素也會有所不同。地上管道容易受到空氣的腐蝕以及風沙的侵蝕，地下管道則容易受到土壤的腐蝕，水下管道則容易受到水的腐蝕。另外，外部環境的變化也會對腐蝕造成影響，例如溫度的變化，通常溫度越高，反應速率加快，從而加快了管道的腐蝕速度[2]。土壤酸堿度的變化也會造成影響，酸堿度越高，越容易對管道造成腐蝕。

此外，在管道施工過程中，施工環節多而復雜，而且由于人為因素，存在著不確定性。因此，這些不確定的因素會影響管道的整體質量，例如密封性不足、強度不夠等，這些質量問題嚴重影響了后續的防腐效果。另外，在質量檢查過程中，由于監管人員的不認真，往往會略過一些管道質量問題，這樣也會對管道的防腐效果帶來影響。

2 油氣儲運管道防腐技術

2.1 管道外部防腐技術

管道外部防腐技術主要包括涂層防腐技術和陰極保護技術[3]。涂層防腐技術就是在管道外表面噴涂防腐涂料，防腐涂料的選擇需要滿足以下幾個特性：一是具有良好的附著性，能夠強有力地附著在管道表面，不易脫落；二是具有較強的適應性，能夠適應外部環境的變化，如溫度、濕度、酸堿度等；三是良好的絕緣性，不易與管道產生電流；四是具有修復性，破損后能夠方便地進行修復。目前，常用的涂料包括環氧涂料、聚乙烯、無機非金屬涂料等。

對于鋪設在地下和水下管道，除了應用涂層防腐技術外，還需應用陰極保護技術來進一步提高管道的抗腐蝕性能。陰極保護技術主要原理就是將管道設置為陰極，從而防止管道表面失去電子，達到防腐目的。常用的陰極保護技術有附加電流保護和犧牲陽極保護[4]。附加電流保護設置一個輔助陽極，通過外界電源連接管道和輔助陽極，并不斷提供低壓直流電，對管道形成保護。犧牲陽極保護選取活潑性較強的金屬材料，并與管道組成原電池，由于活潑金屬更容易失去電子，因此成為了陽極，從而陰極的管道更不容易失去電子，達到了防腐效果。

2.2 管道內部防腐技術

油氣儲運管道內部的油氣通常含有具有腐蝕性的物質，例如一些硫化物、二氧化碳、水以及細菌等。同時，有可能會夾雜一些固體雜質，這些雜質在輸送過程中會與管道內壁發生碰撞，甚至會發生反應，對管道本身造成損傷，從而加快了管道腐蝕的速度。在運輸過程中，由于管道或設備密封性不足，空氣會進入到管道之中，而空氣中的氧氣會與管道之中的水相結合，并與金屬管道發生反應，對管道進行腐蝕。所以，在油氣儲運過程中，應盡可能地提高管道和設備的密封性。油氣中的硫化物與二氧化碳與水結合生成酸，并與金屬離子反應生成沉淀，附著在管道內壁形成結垢，例如碳酸鈣、硫酸鈣等。這種結垢附著在管道內壁會造成腐蝕，會大大減小管道的強度。為解決這種問題，通常會在原油中添加相應比例的阻垢劑。除了在油品中添加阻垢劑外，還會添加緩蝕劑，緩蝕劑的添加是為了阻止油品中腐蝕性的物質與管道內壁接觸，以此來緩解管道腐蝕。緩蝕劑的品種多樣，主要包括氧化膜型、沉淀膜型和吸附膜型等，需根據油品性質來確定選用的類型，通常選用多種緩蝕劑并結合表面活性劑來混合使用，這樣效果更好。但是對管道腐蝕危害性最大的還是細菌，例如還原性細菌，這些細菌會將鹽分解成酸，從而對管道造成腐蝕，嚴重影響了管道的正常運輸的功能。因此，需要對油品進行殺菌處理，通常根據細菌相性添加合適的殺菌劑來滅菌，從而保障管道的正常運輸。

3 優化管道防腐的措施

應用合適的防腐技術能夠有效提高管道的抗腐蝕能力，但為了進一步優化管道的防腐效果，還可以采取以下措施：

3.1 合理選用管道材質

管道材質的選用決定了管道本身的抗腐蝕能力，合理地選用管道材質能夠有效提高防腐效果。通常管道材質的選用可以從以下幾個方面進行考慮：

1）根據應用環境的不同來選擇，目前油氣輸送管道鋪設在地上、地下和水下，接觸的環境分別為空氣、土壤和水。不同的環境對管道腐蝕的原因不盡相同，需要有針對性地選擇管材。若管道鋪設在水下，則需要選用防水性能和抗壓性能較好的材質。

2）根據管材性能來選擇，需要綜合考慮到材料的密度、強度和光滑度等，并且在滿足輸送的條件下，盡可能地選用性價比高的管材，從而節約成本。

3）根據油氣輸送流量以及壓力來確定管徑大小和壁厚。只有充分考慮到以上管材選用的原則，才能從根本上進行防腐，為之后防腐技術的應用奠定基礎。

3.2 加強管道施工管理

管道施工流程包括脫脂、加工、焊接、安裝和吹掃等工序，每個工序對管道質量的好壞有著重要的影響。因此，需要對管道施工全過程進行質量管理。聘用綜合素質高的作業人員，能夠嚴格遵守相關的施工規程和管理制度，特種作業需持證上崗；加強技術管理，認真貫徹各項技術管理制度；加強檢查驗收制度并嚴格執行，驗收主要材料和相關設備，嚴格檢查每道工序。只有這樣才能確保管道質量符合要求，進而提升管道的抗腐蝕能力。

3.3 促進防腐技術研發

目前，我國防腐材料和防腐技術距高質量、高水準還有很大一段距離。現實防腐技術應用中，我國許多工程能夠應用的防腐技術并不是很多，這就導致了防腐效果不好，存在安全隱患[5]。因此，需要結合工程實際狀況，加大投資，促進防腐技術的研發，從而滿足工程防腐要求。研發新型防腐技術應該從高性能、廣應用、低成本、低污染等特點出發，只有這樣才能提高防腐技術的實用性，為企業帶來經濟效益的同時也為社會帶來效益。

4 結語

綜上所述，油氣儲運對于油氣資源的充分利用以及經濟持續發展至關重要，而防腐技術能夠顯著提高輸送管道的抗腐蝕能力，從而提高油氣儲運過程的安全性。為此，在油氣進行管道輸送過程中，需要考慮到會對管道造成腐蝕的各種因素，針對性地選用合適的防腐技術。同時，相關研究人員需對油氣儲運管道防腐技術進一步研究，減少防腐工作的成本和污染，提高經濟效益和社會效益。