油田埋地金屬管道腐蝕及防腐措施

張慶國

（大慶油田工程建設有限公司國內(nèi)工程事業(yè)部工程管理部，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

作為建筑工程中常見的施工材料，埋地金屬管道在許多領域都有應用，無論是在給排水的工程建設中還是在油田的管道鋪設中都是重要的組成部分。所以，解決管道在地下的防腐問題是管道應用中的重中之重，無論是鋪設過程還是后期修護，做好防腐工作將會為整個工程取得事半功倍的效果。

1 油田埋地金屬管道腐蝕的原因分析

1.1 電化學腐蝕

電解質(zhì)的變化是造成電化學反應的關鍵因素，石油運輸因為地域問題會面臨各種各樣的埋地環(huán)境，無論是在江河流域處還是在陸地進行鋪設工作，只要管道表面的金屬材質(zhì)與水接觸就會在管道表面形成一層含有電解質(zhì)的水膜。在這些電解質(zhì)中，氯離子最容易和管道的金屬層發(fā)生電解質(zhì)反應生成氫化物等具有腐蝕性的物質(zhì)，從而破壞鋼材的結構。

1.2 化學腐蝕

當外界具備反應條件的各種因素與管道發(fā)生電解質(zhì)接觸時，就產(chǎn)生了腐蝕現(xiàn)象。尤其是管道的金屬層面長時間暴露在空氣中時，空氣中的二氧化硫和氧氣等就會作為電解質(zhì)與金屬發(fā)生反應[1]。當溫度升高，濕度增加時，反應會更加劇烈，腐蝕的速度也會加快。一旦出現(xiàn)脫碳問題，就說明管道已經(jīng)遭到了嚴重的腐蝕，石油運輸?shù)馁|(zhì)量和安全將難以得到保障。而且管道被破壞后，暴露出的管道內(nèi)部材料與石油中的一些化學物質(zhì)也會發(fā)生反應，加劇了鋼材的腐蝕。

1.3 微生物腐蝕

所謂的微生物腐蝕就是管道的腐蝕現(xiàn)象是由像細菌、真菌這樣的微生物引起的。埋在地下的管道由于常年與土壤接觸，土壤中又含有大量的微生物，在適宜的條件下，這些微生物就會對管道產(chǎn)生腐蝕作用。舉例來說，硫化細菌和氫離子在一定的反應條件下就會發(fā)生作用生成具有腐蝕性的硫化物，這就會對管道造成很大的危害。

2 埋地金屬管道腐蝕防護措施

2.1 藥劑防腐技術

殺菌劑的使用是管道防腐措施中一種經(jīng)濟成本低且效果優(yōu)良的技術，無論是在管道內(nèi)層還是在油井處進行噴涂都能起到防腐的作用，在套管內(nèi)部存在SRB腐蝕的部分效果尤為明顯，緩蝕劑的主要防腐原理是通過吸附反應和氧化反應在管道表面形成致密的氧化膜和吸附膜，在這兩種反應的作用下可以有效地減緩管道金屬腐蝕的速度，起到一定的管道保護作用[2]。同時，地下水中也含有許多酸性物質(zhì)也會導致管道表面金屬的腐蝕，比如硫化氫和二氧化碳等都會對管道發(fā)生酸性腐蝕。針對這一問題的解決，酸性介質(zhì)的緩蝕劑應用會產(chǎn)生良好的抑制效果，從而避免鋼材的腐蝕。

2.2 表面處理技術

做好基層金屬的防腐工作是增強整個管道防腐作用的有效手段之一，除此之外，管道的基體是否與具有防腐作用的涂層完美黏結也是一個重要問題，對管道的金屬層面做處理前一定要確保有較高的黏結度。而在增加管道的使用年限，提高防腐作用上，除銹質(zhì)量的影響是遠超于像施工環(huán)境條件、防腐涂料的厚度這些因素的影響的。經(jīng)過多次的長期實驗可以證明管道的金屬層面做好的了除銹工作，使用的年限就會比普通的管道多三到五倍。因此，對于深度清理管道中或是容量表層的氧化皮是施工前的一項重要工程。

2.3 涂層處理技術

在管道外進行涂層可以有效地隔絕管道外壁的水分以及土壤，這一方法在管道的防腐工程中發(fā)揮著重要的作用。無論是石油瀝青還是HPCC涂層，無論是3PE防腐還是熔結環(huán)氧粉末都是效果很好的防腐層。而聚乙烯涂層或者是環(huán)氧樹脂涂層則常應用于管道的內(nèi)涂層施工或用作襯里保護。具有三百攝氏度高溫承受能力的熱噴玻璃也能有效地將管道表面和類似于硫化氫一樣的酸性氣體隔絕開來。對于腐蝕較為嚴重的管道在返修過程中則可以使用環(huán)氧液體涂料，通過擠涂的手法進行處理。

2.4 陰極保護

犧牲陽極法和強制電流法都是常用的兩種陰極保護手段，強制電流法主要應用于運輸距離長，口徑相對較大的金屬管道，同時又應用犧牲陽極法來作為輔助防腐手段。電流的漏失是陰極保護法在應用過程中常出現(xiàn)的問題，為避免這一現(xiàn)象的發(fā)生可以將電絕緣設備分別安裝在工藝站場的進、出位置，這樣可以有效地防止雷擊破壞管道的絕緣層以及防腐層[3]。鋅接地電池在絕緣接頭位置的安裝也能有很好的輔助防腐作用，當遇到管道過河的情況時，鋅合金的犧牲陽極保護法會有更明顯的效果。

2.5 電化學防腐措施

陽極保護法的主要防腐原理是讓管道的金屬層面鈍化，在這種狀態(tài)下的金屬管道才不易被腐蝕。陰極保護法的原理則是將管道的金屬層面電位平均化，防腐電池則由其他部分來組成，對于管道建設來說這也是一種很好的防腐手段。犧牲陽極是現(xiàn)階段許多地區(qū)鋪設管道時會采用的防腐方法，其保護的原理就是犧牲陽極的陰極保護法，這種方法不僅適用于長距離的管道運輸，在防腐效果上也會更加明顯。在管道進口的地方安裝電絕緣裝置就會對陰極電流產(chǎn)生很好的保護作用。接地鋅電池的安裝能有效地避免因防腐涂層或是絕緣接頭的地方出現(xiàn)電力故障而引起的安全問題。

2.6 日常管理措施

石油運輸管道的金屬防腐工程具有長期性和復雜性的特點，所以對于日常維護工作的管理一定不能松懈。在石油運輸事業(yè)飛速發(fā)展的今天，人們對于工程建設中出現(xiàn)的安全問題的關注度越來越高，因此，在管道的鋪設或維修過程中，施工人員都要對可能出現(xiàn)的石油泄漏問題能準確快速地識別，在預防上做好檢查和維護工作，對鋪設或維修的每段管道都要有詳細切實的信息記錄，定期展開管道檢查和維護工作是為了使管道內(nèi)的壓力和容器的壓力維持在一個相對穩(wěn)定的階段，從而保障石油管道運輸?shù)陌踩玔4]。對于實地情況進行考察和分析后，制定有針對性的管理計劃，提高施工人員和管理工作者的安全防護意識，加強責任觀念，為整個石油運輸工程的順利開展提供可靠保證。

3 結語

目前環(huán)境保護成為人們越來越關注的一個重要問題，對于環(huán)境保護的相關技術提出了更高的要求，這也極大地促進了管道事業(yè)的發(fā)展，其中最為重要的就是管道的防腐問題，這是影響石油運輸?shù)年P鍵因素之一。如果發(fā)生嚴重的石油泄漏問題，不僅會對環(huán)境造成巨大的污染還會對人的生活健康造成一定的危害。運輸?shù)奈镔|(zhì)中往往含有具一定腐蝕性的化學物質(zhì)，在一定的環(huán)境條件下會與管道的金屬層面發(fā)生反應，從而破壞管道的結構造成泄漏問題，給石油產(chǎn)業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失的同時還污染了環(huán)境。因此，運輸管道防腐工程的進一步研究和技術上的突破是相當重要的一項工作，只有解決好這個問題，石油事業(yè)才會穩(wěn)定發(fā)展，環(huán)境保護才會得到一定的保障。