大庆油田第一采油厂第七油矿506队地面工程技术员 163000
摘要：目前的油气运输主要方式即采用管道运输，但是由于管道均位于地表之下，受到物理腐蚀的机会就大大增加，同时石油天然气自身化学腐蚀性等原因，也会使得管道更容易被腐蚀，从而导致管道泄漏、爆炸、火灾等危险，所以，加强管道的防腐，延缓管道腐蚀是保障油气安全运输的重要条件。
关键词：油气管道；防腐；延缓腐蚀
0 引言
中国油气骨干管道里程已突破7万公里。管道运输已经成为继公路、铁路、水运和航空之后第五大交通运输方式，承担着我国70%的原油和99%的天然气运输。在管道运营过程中，各种因素带来的管道腐蚀常造成管道的失效，降低使用寿命，影响管道输送。在油气田开发生产中，从油气井到管道和储罐以及各种工艺设备都会遭受严重的腐蚀，造成了巨大的经济损失。
1 管道腐蚀因素
一、腐蚀环境
（一）内腐蚀环境
管道在不同的土壤、河流、湖泊、温度以及水位变化中，由于土壤中的水、盐、微生物等作用，会产生不同程度的腐蚀，虽然干旱地区，如沙漠等，其土壤中的水含量较少，但盐的含量很高，而遇到降雨在短时间内对管道的腐蚀作用也极强。
（二）外腐蚀环境
输送天然气时，会有有害物质H2S和CO2；输送原油时，含S和H2O；输送成品油时，含有O2和H2O。
二、具体腐蚀因素
（一）化学腐蚀
指金属表面与周围介质发生化学作用而引起的破坏。整个管道表面流失较均匀，一般腐蚀较轻。特点是在化学作用进行过程中没有电流产生。化学腐蚀又可分为两种。
（1）气体腐蚀
裸露在外的金属层，与空气或其他气体接触，会形成化合物和氧化膜，在高温环境下生长速度加快，空气中的水分也会加速腐蚀。
（2）在非电解质溶液中的腐蚀
油气管道内除常含有一定的水分外, 有时也含有一定的H2S, SO2, CO2等易腐蚀管道的化学物质。它们与管道内壁发生化学作用而腐蚀管道。
（二）电化学腐蚀
不同于化学腐蚀，油气管道与电解质也容易产生电化学作用而造成腐蚀。引起这种腐蚀的原因在于油气管道在电解质中形成了腐蚀原电池，伴随着电流的流动，就容易产生电腐蚀。油气管道埋藏在地表下面，管道与附近的土壤、水、湿冷气体的接触，容易造成外表面腐蚀，而油气管道在运输过程中，因污水、油气的作用产生的内腐蚀都属于电化学腐蚀的范畴。
（三）土壤腐蚀
油气管道长期埋藏在地表下面，长期与土壤接触，很容易产生土壤腐蚀。引起土壤腐蚀的原因也比较多样，其中比较明显的是水分、空气、液体，电流等。土壤中的水分、盐类物质、空气等，在长期接触油气管道时，会让后者产生电解质的离子导电特性，造成对油气管道的腐蚀。土壤中还存在某些比较杂散的电流，这些电流流过油气管道，也容易发生电解质作用。除此之外，土壤中还富含细菌等微生物，这些微生物的新陈代谢作用，作用于油气管道，也会造成油气管道的腐蚀。
（四）微生物、水及其中的溶解物。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与腐蚀有关的微生物主要是细菌类，其中最主要的是直接参与自然界S、Fe循环的细菌，即硫氧化细菌、硫酸盐还原菌、铁细菌等。腐蚀往往是多种微生物共生、交互作用的结果。干燥的气体不易和钢发生直接的化学腐蚀反应，而是通过凝结水膜，在有害气体如H2S、SO2、CO2 、O2等的作用下，形成了腐蚀原电池的反应。在中性或微酸性溶液中，溶解氧是促进腐蚀的有害成分，即使是在氧浓度很低的情况下，也能引起严重的腐蚀。
2 管道防腐办法
有效控制油气管道腐蚀的方法，主要应对于油气管道外部腐蚀及内部腐蚀。
一、外防腐办法
对于油气管道的外防腐处理，需要进行两次防护处理措施，第一层次的防护是采用防腐绝缘层，第二层次的防护是阴极保护。
涂层是防止管道腐蚀最基本同时也是最有效的措施之一。涂层可以有效阻止金属与外界物质的化学反应或电化学反应的进行，从而达到防止金属腐蚀的目的。常用的涂层类型有：①熔结环氧粉末防腐层；②双层（胶粘剂+聚乙烯）、三层PE（环氧粉末+共聚物+聚乙烯）防腐层；③煤焦油瓷漆防腐层（底漆+瓷漆+内外包扎带）； ④石油沥青防腐层等。
阴极保护主要是利用外加的牺牲阳极或者外加电流，消除管道在土壤中原电池的阳极区，将管道也改造成阴极区，从而受到保护。
牺牲阳极的方法：在油气管道上连接一个电位更负的金属或者合金，这样一来，整个油气管道就通过这样的外加法实现了阳极向阴极的转换，需要保护的管道成了阴极，也就受到了保护，杜绝了电解质的腐蚀。
强制电流法：在油气管道中，直接将直流电的负极与油气管道相连接，同时将直流电的正极与油气管道的阳极连接，这种方式也可以使需要保护的油气管道变成阴极，从而得到保护。
二、内防腐办法
不同于油气管道外壁长期接触土壤，油气管道的内壁主要是与石油、天然气等物质相接处。对于油气管道内壁的防腐技术来说，首先要做好油气管道内壁界面的保护。这种保护方式包括可以涂抹防腐层或者进行适当的电化学保护。除了对油气管道进行保护外，还可以对所运输的物质进行一定程度的降解处理，可以降低石油、天然气等物质中含有的杂质，或者降低这些物质的浓度，在考虑经济效率的前提下，还可以适当增加这些的流速，来减少它们与内壁层接触的机会。不管是内壁界面的保护还是降低石油、天然气浓度的方法，都可以应用到一般的，尤其是比较短途的油气管道运输过程当中。但对于比较长途的油气管道运输，因这些管道自身的分量比较轻，因此不会在它们的内壁面进行防腐处理，而是将防腐处理着眼于提升它们的材质上，选用耐腐蚀性强的材料来制造油气管道。
3 总结
经过几十年的艰苦发展，我国石油和天然气行业腐蚀与防护技术已经取得了显著成绩，未来的发展方向主要有以下几点：
（1）深化阴极保护和防腐层选材等应用技术，开发新型防腐层材料。进一步加强导向性的应用基础研究，加强预防性防腐蚀生产管理，提高管理决策水平。
（2）深入研究埋地管道防腐层修复技术，加快检测、监测技术的更新换代，完善环境腐蚀开裂的评价及应用技术。
（3）开发、应用钢筋混凝土设施保护新技术。随着海洋和滩涂油气田的快速开发，混凝土钢筋的腐蚀已日趋明显。国外在此方面已发展了相应的防腐层技术、阴极保护技术及缓蚀剂技术。目前应用较多的有阴极保护技术，特别是开发了多种结构的阳极新材料，得到较好的应用。
（4）开展CO2腐蚀与防护技术的深入研究。我国需加快CO2腐蚀机理、测试技术、评价技术、应用技术的研究，引进国外的先进技术，加快此方面的技术发展。
参考文献
[1]崔斌，油气集输管道内防腐及内防腐技术[J]；石油化工设计；2007.
[2]殷丽秋，吴明，油气管道的腐蚀行为与防护技术[J]；当代化工；2013.
[3]杨赫，刘彦礼，近年我国油气管道防腐技术的应用[J]；化学工程师；2008.
论文作者:倪霁阳
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2016/11/14
标签：管道论文; 油气论文; 土壤论文; 阴极论文; 内壁论文; 技术论文; 电解质论文; 《基层建设》2016年16期论文;