关键词：石油长输管道；腐蚀；防护措施
引言
石油不但关系着社会经济发展和人们的生产生活，更关系着国防建设。而我国在石油需求量与日俱增的背景下，对石油长输管道技术也提出了更高的要求。在长输管道中经常出现腐蚀现象，而输油管道一旦遭到腐蚀，就可能出现管道破损，从而引发油品泄漏，导致安全事故的发生。本文主要分析了可能对石油长输管道产生腐蚀的因素，并针对性的提出了防腐技术。
1我国长输石油管道常用的腐蚀检测方法
1.1变频选频技术
变频选频技术不仅可以通过检测石油管道防腐层绝缘电阻的数值来评估管道防腐层的情况，而且这项技术经过了研究人员的检验，可以较准确的反应输油管道的状况。此外，变频选频技术操作方便，对工作人员的要求低，实时检测的效果好，可以对远处管道的腐蚀情况进行检测，即使接通了阴极保护电源也能正常使用。这个技术的优点颇多，对输油管道的质量检测有重要作用，但其也存在一些不足，它只能检测近距离的石油管道防腐层绝缘电阻而无法探测到长距离的绝缘电阻，也无法帮助工作人员找到石油管道破裂的位置，可能会给后期的修复带来一定的困难，工作人员还需要结合其他的技术来定位石油管道的破损部位，费时费力。
1.2人体大地电容法
人体大地电容法是指人为给予要检测的管道交变电流，使管道周围产生交变的磁场，再用可以检测到这个磁场的检测仪来确定管道位置的方法，这种方法检测效率高，准确率也较高，可以找到管道损坏的部位，解决变频选频技术的缺点，而且还不受阴极保护电源的影响，对工作人员修复破损管道有重要价值，是我国石油运输业常用的腐蚀检测方法。但是这个方法的缺点也很显著，它的技术含量高，对操作人员的要求也很高，如果操作人员经验不足或者其为非专业人员，则人体大地电容法就难以使用，即使可以使用，其效果也达不到要求，检测质量也因此较低。而且它是通过检测磁场来确定损坏管道的位置，如果检测仪对磁场的灵敏度不够，就需要调整交变电流信号发射点的位置来提高信号的清晰度，使检测结果更可靠。
1.3PCM技术
即多频管中电流衰减法，主要功能是对铺设于地下的输油管道的防腐层的质量、破损情况、管线情况以及阴极保护系统进行检测评价。PCM技术不需要过多的人力资源，且检测相对独立，检测时对其它支管没有影响，但是技术也存在易受到气温明显影响的缺陷。PCM技术还可以被分为电阻法和线性极化法等检测方法，其中电阻法是测量分析管道腐蚀部位电阻值变化情况的方法，而线性极化法是对测试区域通电，通过电流计算管道腐蚀速度。此外，PCM技术还可以利用大功率发射机发送直流频率电信号，并使用手提式接收机沿管线测量。由于管道的防腐涂层为绝缘体，在防腐层性能均匀的条件下，测得的电流应与测量点与信号源距离成线性关系，所以，可以通过电流衰减率判断防腐层绝缘质量，就可完成防腐层的破损检测。
2石油长输管道腐蚀种类
2.1化学腐蚀
石油中含有的化学物质与金属元素发生化学反应是输油管道内壁发生腐蚀的重要原因。例如，原油中含有的硫化合物和水、成品油中含有的氧气和水，都能够与铁原子发生反应，生成铁离子或氧化物，从而腐蚀管路内壁。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆特别是在硫化氢和水共存的情况下，硫化氢发生解离，解离产物会与管道中的活泼金属元素如铁等发生化学反应生成的硫化物，并聚集在金属材料晶界处产生应力，进而使管道产生裂纹，最终发生断裂。由于石油长输管道敷设路径的地质和化学环境非常复杂，管道外壁的化学腐蚀也不容忽视。石油长输管道的长度达数百、数千千米，服役过程中要通过各种不同的环境，接触不同的化学物质。这些物质会与金属元素发生化学反应，从而对管道外壁发生腐蚀。如酸性条件下，氢离子会与铁原子发生反应；二氧化碳在有水情况下生成碳酸进而和铁原子发生反应，碳酸根离子是硫化物应力开裂的诱因；氧化气氛下，铁原子会与氧气发生反应，生成氧化铁等。另外，管道自身加工和组装质量也是影响其化学稳定性的原因，其加工过程中残余应力、焊接过程中不均匀加热导致的应力、组织和元素偏析，以及缺陷等，都对长输管道的化学稳定性产生影响。
2.2电化学腐蚀
电化学腐蚀是两种物质之间通过电解质形成原电池后引起的氧化还原反应。这种电化学反应较化学反应更为普遍，速度也更快，对长输管道的破坏也更为严重。对于长输管道而言，其经过的土壤环境和大气，都含有能电离成离子的电解质，为形成原电池创造条件，特别是经过海水、河流、湖泊等区域时，因其含有大量的无机盐，电化学腐蚀的现象更为显著。管道外壁化学成分、组织结构、应力等的不均匀分布和土壤湿度、酸碱度、成分等的差异，都可以在管道表面形成原电池。如钢中的碳化铁、铸铁中的石墨等都和铁元素的平衡电位不同，产生原电池。原电池的阳极反应为输油管路中的金属原子失去电子，生成金属离子；阴极反应根据环境中的不同分为析氢和吸氧两个过程。
3优化措施分析
3.1涂层防腐技术优化措施外涂层防腐技术和内涂层防腐技术都属于涂层防腐技术。外防腐是输油管道的重点防腐措施，而涂层外防腐法则是最简单高效的外防腐手段。常见的输油管道外防腐涂料主要有以下三类：①环氧涂层：这种涂层是一种防腐性能十分优异的新型防腐涂料；②改性涂层：这是一种运用了纳米技术的高新涂层，在防腐的同时还你能起到防水作用；③无机非金属涂层：这种涂层属于陶瓷类的介质，在输油管道外壁涂抹这种涂层可起到有效的防腐效果。常见的的内涂层主要有环氧树脂粉末涂层、聚乙烯粉末涂层以及近期新发明的耐高温热喷玻璃涂层等。
3.2根据实际情况更换管道材料
管道的材料多样，包括普通碳钢、耐腐蚀合金、玻璃钢和塑料等，它们各有优缺点，以普通碳钢制作的管道零部件更换很方便，但更换的频率比较高，耐腐蚀合金管材耐腐蚀效果好但是价格高，玻璃钢和塑料管道抑制腐蚀介质的效果比较好，对环境的损害小。在更换管材时，要充分结合不同材料的管道的特点及周围土质的情况来决定更换的管道材料，还要综合考虑管材的价格，便于节省成本，提高防腐效果，延长防腐时间，从而提高管材的使用寿命，避免管材的频繁更换。还要定期检测管材的腐蚀情况，及时更换破损的管道材料，减少石油的损失和其对周围环境的污染。
3.3HDPE复合结构管道修复技术
HDPE管道技术，即利用衬装高密度聚乙烯管修复输油管道，是全新的修复技术。该技术是通过在破损或过旧的输油管道内穿插高密度聚乙烯管，利用原管的承受力和高密度聚乙烯管的耐腐蚀性形成复合结构，以此技术修复后的管道，既可以拥有钢管的特性，也可以综合HDPE管的性能。
结语
对长输管道腐蚀进行正确分析和有效防护，是一个重要的科学和实际问题，需要各领域积极协作，对管路具体的服役环境进行充分分析，从管路初始建设的材质选择、施工工艺、铺设质量等到腐蚀介质、防腐手段和后期的定期检测、有效维护保养等方面综合考虑，提出有效的防护手段，才能减缓甚至避免长输石油管路的腐蚀给日常生产和人们生命安全带来的危害，使能源产业更有效地推动我国经济和社会的发展。
参考文献
[1]柳春祥.浅谈长输石油管道腐蚀检测及修复[J].科技创新与应用，2015（9）：91-91.
[2]姚荟夫.探讨石油长输管道腐蚀检测与修复技术[J].城市建设理论研究，2014（28）：2966-2966.
论文作者:丁廷胜,吴树村
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年22期
论文发表时间:2019/12/12
标签：管道论文; 石油论文; 涂层论文; 技术论文; 发生论文; 输油管道论文; 管材论文; 《工程管理前沿》2019年22期论文;