张博钧 胡雪漪
【浙江海洋大学 316022】
【摘要】在石油化工行业中，由于输油管道常年运输腐蚀性或含腐蚀成分的物质，管道腐蚀尤为严重，腐蚀不仅大量吞噬管材，而且由于生产中的腐蚀造成油品的溢出和渗漏，从而造成环境的破坏，况且在石油行业高温高压生产工艺下，腐蚀介质性更强，危害更大，极易引起管线的爆炸，从而可能造成人员的伤亡和经济损失，因此防腐蚀处理就会得到相对更多的重视，相关研究与应用也更为活跃。
【关键词】输油管道 腐蚀 防腐蚀 腐蚀成因 防腐技术
1引言
腐蚀，几乎广泛存在于工业生活的每个领域。可以说，但凡采用金属的行业，都会遇到腐蚀防护问题。在石油化工行业，由于管道常年运输腐蚀性或含腐蚀成分的物质，管道腐蚀尤其严重，防腐蚀处理在这里得到相对更多的重视，相关研究与应用也更为活跃。
我国已探明的油气资源大都集中于西部、北部，处于偏远荒凉、人迹罕见的地域，这些地区多长输管道，如何有效管理监督管道的防腐处理会很大程度影响管道的使用寿命。不到位的管理以及不专业的防护措施，不仅将大大削减管道预期的投产寿命，更可能使管道产生意外情况，在短时间内造成巨大的财产损失，同时对生命安全产生不利的影响。于是，积极应对管道运行问题、作出有效的防腐措施，能保障管道的正常运营，具有巨大的经济和安全意义。
2管道腐蚀原因与分析
输油管道腐蚀分为内因和外因两个因素，内因主要是管道材料的性质所决定的，管道材料越活泼其腐蚀程度就会越严重。外因主要有管道周围水分的含量、细菌的类别、酸碱程度等，这些因素会对管道产生腐蚀，空气中的氮气、氧气等与金属表层膜共同形成电解质溶液，产生电化学腐蚀，在运输途中由于油管外表层受损，使部分管线产生腐蚀。输油管道的腐蚀可大致分电化学腐蚀和化学腐蚀，其中以电化学腐蚀为主。
2.1电化学腐蚀
电化学腐蚀是金属腐蚀中最普遍、也是最重要的一种类型，钢铁在湿润的大气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的一种。电化学腐蚀对管线的危害极大，也是腐蚀当中最容易产生的，影响的范围也很广，所以电化学腐蚀是造成管线腐蚀的主要原因。
2.2化学腐蚀
化学腐蚀其原理较为简单。金属裸露在大气中，在它与氧气、氯气、二氧化硫等氧化性物质接触过程中，会形成相应的金属化合物，在湿润的大气中，一般情况下金属被腐蚀的可能性很大，或者说腐蚀较快。化学腐蚀相比较电化学腐蚀，其腐蚀程度较小，腐蚀的范围也较窄。
3防腐技术
3.1内涂层
此方法主要是为了减少管道内介质对管道腐蚀的作用，通过管道内部涂加防腐涂料，不仅可以增加管道的防腐能力，而且还能提高管道的光滑程度，从而减少摩阻，降低能量损失，提升经济效能，内涂层使用热喷玻璃防腐蚀技术，耐高温，从而隔离酸性气体，而且内涂层选用的涂料范围广，具有制造简单，成本低廉的优点，而且使用内涂层的的管道可对旧管线进行维修，具有重大的经济效益。
3.2外部防腐
埋地输油管道采用的外防腐类别很多，依据经验，三层PE防腐和FBE防腐是目前国内比较常用的两种外部防腐措施，三层PE防腐特别适用于机械条件要求高的场所。而FBE石油沥青防腐也是常用的外部防腐措施之一，其特点是柔韧性较好，不含溶剂，利于环保。
3.3电化学保护
电化学保护是通过外加电源达到防腐蚀的目的，从而可以保护较长的管线。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆外加电流阴极保护又称强制电流阴极保护，借助外加电源，其强迫电子从辅助阳极转移至被保护的金属结构，使金属表面阴极电位降低，表面阴阳极电位一致，成为外加电流保护系统中的阴极，从而达到保护的目的。
相对于牺牲阳极的阴极保护，外加电流的阴极保护总体来说增加了外加电源的使用，因此在施工时将附加许多其他设备以确保电流的稳定流通。在长输管道中，外加电流保护应用较广。国外对阴极保护技术的使用起源于19世纪英国海军对木质舰船的铜套保护，由于使用时间较早，国外的阴极保护技术处于相对领先的地位，一些阴极保护系统的技术也较为成熟。而今年来国内学者也积极学习国外最新成果，用以改良阴极保护技术，刺激新技术的应用。国内部分阴极保护准则参考了国外的制订做法，但由于设备、人员操作等差异，在一些特殊场合的阴极保护准则需要通过实际测试从而确定。合理的阴极保护准则不仅能适应油气管道的特殊需求，也能推动国内阴极保护行业的发展。腐蚀是工业中长久存在的问题，阴极保护的发展将随着工业的进步不断增添新技术，无论是阴极保护中哪方面的突破，管道数字化、完整性管理的推进将进一步把阴极保护纳入管道运营情况评价的范围。
3.4缓蚀剂的添加
缓蚀剂作为设备和管道内防腐的有效方法之一，广泛应用于石油天然气行业生产、运输、储存等各个产业。其原理是在管道表层形成一层吸附膜，减少介质中氢离子接触表面的机会，从而降低腐蚀速度，达到防腐的目的。缓蚀剂的成果好，且成本低，使用缓蚀剂能大大降低钢材的腐蚀速度和数量，但是其缺点是使用较为局限，在使用过程中不断被消耗，不能循环产生，所以一般在循环体系中被使用。
常见的缓蚀剂有CZ3、DPI、IMC等缓蚀剂。
3.5液态聚氨酯防腐涂料防腐技术
这种涂料属于复合涂料，一个是多元醇，一个是异氰酸酯，它不含任何挥发性物质。该防腐涂料性能卓越，可以满足任何恶劣环境状况、运输条件以及环境腐蚀的需要，便于施工，抗装卸运输破坏，具有较好的抗磨损性，耐划伤，有一定的韧性，有一定的吸水性，年久失效后仍能通过阴极保护电流，管道仍能得到阴极保护电流的防护，低温迅速凝集，基本不与其他化学物质反应，施工方便，防腐层质量好且有利于保护环境，作为防腐涂料具有明显的经济效益，非常适用于旧防腐层的修复，在我国有着广泛的市场前景。
3.6牺牲阳极法
牺牲阳极材料保护的方法，主要是用阳极材料替换管道及设备，把还原性非常好的金属当成阳极，这样就能和管道构成非常好的连接，产生原电池，这样在使用过程中，阳极材料不断被氧化损耗，从而延长了输油管线的使用时间，确保了管道的安全稳定运行，并且阳极材料较为广泛，常见的材料有Mg-Mn、Mg-Al等等，不同的材料其功效也不同。其中，合金中Mg的密度较小，点位比较低，极化效率小，非常适合在土壤中工作；Zn合金阳极程度弱，极化效率高，寿命比较长，一般用于酸性和碱性土壤，但是这种方法同样也存在一定的弊端，主要为：受环境的影响较大、自我的调节能力较差、特殊环境出现极性逆转、消耗或者浪费一定的金属资源。
4.4输油管道腐蚀检测与防护
（1）对管道的使用情况和运行情况进行评价，预估管道的使用时间，在一定的使用时间后及时采取保护措施，腐蚀严重时可对管道进行改造。
（2）使用先进的科学技术和手段，比如漏磁检测、超声波裂纹检测对腐蚀情况进行定期检查，发现局部腐蚀或者产生裂痕，及时进行抢修和维护。
（3）按时清除管道的杂质、废液，防止发生局部腐蚀。
【结语】
输油管道防腐蚀技术已经有了很大的进步,出现了许多新的防腐蚀材料和科技,但是这一问题并未得到本质性的根除。我国输油管道的防腐技术与欧美其他国家相比还有一定的差距，一些包含科技水准的技术应用面不是很广，存在成本较高、运行管理的困难，应继续加大一些防腐材料的研发与制作，而且还应该根据各个地方的气候、地域条件制定不同的防腐措施，尽可能的保护好管道，减少腐蚀的速度和程度，从而延长其使用寿命，充分发挥其经济效益。
【参考文献】
【1】.李惟简.输油管道的防腐技术应用现状[J].化学工程与装备.2015.
【2】.牛双会.输油管道的防腐技术应用现状[J].中国科技期刊.2015.
论文作者:张博钧 胡雪漪
论文发表刊物:《知识－力量》2017年12月上
论文发表时间:2018/3/30
标签：管道论文; 阴极论文; 电化学论文; 阳极论文; 输油管道论文; 技术论文; 电流论文; 《知识－力量》2017年12月上论文;