趙喜

[摘 要]石油作為當(dāng)今世界的重要戰(zhàn)略能源，在工業(yè)生產(chǎn)和生活中扮演著極其重要的角色，如何安全運(yùn)輸 石油已成為社會(huì)各界普遍關(guān)注的問(wèn)題。管道運(yùn)輸由于成本低收益高的特點(diǎn)被作為石油運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，?接影響著石油運(yùn)輸?shù)陌踩浴５枪艿罆?huì)因使用期限的延長(zhǎng)而產(chǎn)生很多問(wèn)題，較為常見且又較為嚴(yán)重的問(wèn) 題就是管道腐蝕，這是一個(gè)長(zhǎng)期現(xiàn)象。因此，為了確保安全運(yùn)輸石油，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)石油管道工程的建設(shè)。 對(duì)影響石油管道腐蝕的各種因素加以分析，針對(duì)各種腐蝕的成因總結(jié)探索出在日常工作中的管道防護(hù)措 施，才能有效控制石油管道的腐蝕，延長(zhǎng)使用壽命，促進(jìn)石油管道工程建設(shè)的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]管道；腐蝕；防腐措施

中圖分類號(hào)：TE988.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）02-0111-02

能源市場(chǎng)的需求擴(kuò)大無(wú)疑推動(dòng)了管道運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，國(guó) 際性大型供氣系統(tǒng)和輸油管網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。但由于地下水和土 壤里酸堿鹽的反應(yīng)會(huì)威脅石油運(yùn)輸管道的安全，管道腐蝕不 可避免。防腐層的損壞腐蝕不僅會(huì)使油氣管線穿孔從而造成 油氣耗損，還會(huì)加重維修負(fù)擔(dān)造成人力資源的浪費(fèi)。我國(guó)石 油管道使用期短、易發(fā)生腐蝕的問(wèn)題已逐漸引起各界重視。 因此，為避免管道腐蝕造成各種安全事故，研究石油管道腐 蝕問(wèn)題及其防護(hù)對(duì)策具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 石油管道腐蝕的原理

石油管道材料一般都是金屬材質(zhì)，因電化學(xué)規(guī)律發(fā)生腐 蝕屬于自然現(xiàn)象。一般形成腐蝕的條件有三點(diǎn)：第一，有存在電勢(shì)差的陰陽(yáng)兩極；第二，一個(gè)導(dǎo)電回路連接陰極和陽(yáng)極； 第三，這兩極處在導(dǎo)電介質(zhì)中。由于電流會(huì)從陽(yáng)極向陰極流 動(dòng)，陽(yáng)極表面的金屬原子隨即脫落成為正電離子進(jìn)入電解 液，所以金屬在電解液中會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。對(duì)于不同類型的 金屬材料，其金屬流失量也會(huì)有所差異。管道腐蝕會(huì)影響管 道的使用，對(duì)石油運(yùn)輸安全造成嚴(yán)重威脅。金屬管道表面腐 蝕坑的形成會(huì)令管壁變薄，內(nèi)部壓力的產(chǎn)生使管道鼓包，嚴(yán) 重時(shí)會(huì)導(dǎo)致爆管。有時(shí)管材脫碳，破壞了管道腐蝕處的金相 組織，管壁在沒有減薄的情況下也會(huì)爆裂。

2 石油管道腐蝕的原因

我國(guó)石油管道大多采用的是金屬材料，鋪設(shè)方式一般選 用架空或深埋的方式，受其材質(zhì)和鋪設(shè)方式的限制，必然會(huì) 存在腐蝕問(wèn)題。

2.1管道材質(zhì)的選擇

由于石油管道所采用的金屬材質(zhì)中含有大量的S和P， 極易造成管道的腐蝕。此時(shí)，金屬管道與周圍的各種介質(zhì)接 觸隨即發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)變化，直接破壞金屬材料，造成管 道壁形成銹蝕。并且，通常在制造金屬管道時(shí)對(duì)管道表面的 處理十分隨意，對(duì)管道的腐蝕也會(huì)造成影響。

2.2鋪設(shè)環(huán)境的影響

我國(guó)多采取深埋的方式鋪設(shè)石油管道。管道基本都被埋 在土壤中，而土壤是由多種元素組成的含有大量縫隙的膠質(zhì) 體，空氣和水填充在縫隙中，水中含有的鹽分所帶離子具有 導(dǎo)電性，長(zhǎng)期埋在土壤中的金屬會(huì)與之發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)從而 形成腐蝕。另外土壤還原電位、電阻率、酸度都會(huì)影響到管 道的腐蝕程度。

2.3周圍溫度和其他介質(zhì)

無(wú)論是架空還是深埋的石油管道，都會(huì)因周圍溫度或介 質(zhì)的物理變化而受到影響。在深埋管道中，若管道周邊土壤 的水分交替改變、受植物根系影響或地下水產(chǎn)生改變都將可 能引起管道腐蝕。隨著溫度的升高，管道腐蝕的速率會(huì)更快。 而溫度的高低和管道鋪設(shè)的深淺正相關(guān)。因此，在埋設(shè)管道 時(shí)，務(wù)必要確定好預(yù)埋深度，盡可能減緩管道的腐蝕速度。

2.4防腐措施不到位

管道腐蝕問(wèn)題是不可避免的，因此需要采取合理措施進(jìn) 行防腐以促使管道防腐蝕能力的提高。但由于實(shí)際生活中石 油開采技術(shù)存在局限，加之我國(guó)對(duì)石油管道防腐工作并不重 視，管道防腐措施實(shí)施不到位，所使用的防腐技術(shù)相對(duì)落后， 因而嚴(yán)重影響了我國(guó)石油管道防護(hù)工作的進(jìn)程，阻礙了石油 管道工程的發(fā)展。

3 石油管道腐蝕防護(hù)對(duì)策

3.1加入緩蝕劑

緩蝕劑是一種能在腐蝕介質(zhì)中抑制腐蝕過(guò)程、減緩腐蝕 速率的物質(zhì)，它對(duì)不同的介質(zhì)會(huì)有選擇性，具有一定的防腐 作用。因此在建設(shè)石油管道時(shí)，可以通過(guò)在一些特定管道加 入緩蝕劑的方法來(lái)控制管道的腐蝕程度，防止內(nèi)壁腐蝕。目 前，加入緩蝕劑這種方法成本相對(duì)低廉，但是實(shí)施時(shí)工藝相 對(duì)較為復(fù)雜，因而會(huì)對(duì)工程生產(chǎn)造成較大的影響。所以，在 進(jìn)行石油管道防護(hù)時(shí)，一般不能單一使用緩蝕劑，由多種金 屬構(gòu)成的石油管道需要配合使用不同種類的緩蝕劑來(lái)達(dá)到 防腐的目的。

3.2使用非金屬管道

目前，中東許多地區(qū)的輸油管道使用的都是玻璃鋼管道， 而我國(guó)僅有極少數(shù)地方使用玻璃鋼，并未廣泛使用。玻璃鋼 管道不僅雙面防腐、質(zhì)輕耐磨，而且不易結(jié)垢積砂，流體阻 力也非常小。在安裝過(guò)程中，維護(hù)的工作量較小，具有較長(zhǎng) 的使用壽命，對(duì)水源也不會(huì)造成污染。其缺點(diǎn)是抗破壞力差、 機(jī)械強(qiáng)度較弱、修復(fù)時(shí)間比較長(zhǎng)，但總體而言綜合效益優(yōu)于 鋼質(zhì)材料，能夠使管道使用期限得到有效延長(zhǎng)。由于塑料管 材抗腐蝕性強(qiáng)，開發(fā)塑料材料管道也可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保，它作為 新型石油管材具有很廣的發(fā)展前途。以聚丙烯或高度聚乙烯 為基料的鋼骨架復(fù)合管也是不錯(cuò)的選擇，它兼具塑料管與鋼 管兩者的優(yōu)點(diǎn)，雙面防腐且內(nèi)壁光滑，管道強(qiáng)度高、耐磨抗 壓性強(qiáng)、絕熱性能好，尤其是接頭不會(huì)滲漏，操作相當(dāng)方便。

3.3加強(qiáng)涂層防護(hù)

在管道內(nèi)壁加強(qiáng)涂層防護(hù)是預(yù)防石油管道腐蝕的重要 措施之一。對(duì)于不同功能和不同輸送介質(zhì)的管道應(yīng)當(dāng)合理選 擇不同種類的防腐涂料。防腐涂料主要涂在管道內(nèi)壁，用以 阻絕金屬和輸送介質(zhì)所造成的腐蝕，使內(nèi)壁保持光滑，減 小水力阻力，防止管道內(nèi)壁沉淀物的形成。在鋪設(shè)埋地管道 及海底管道時(shí)，必須對(duì)管道使用有機(jī)或無(wú)機(jī)防腐蝕涂層。熔 結(jié)環(huán)氧粉末涂層、3層PE結(jié)構(gòu)、煤焦油瓷漆等是現(xiàn)在國(guó)內(nèi) 外比較常用的防腐蝕涂層。熔結(jié)環(huán)氧粉末物理化學(xué)性能較 好，適用溫度范圍較寬泛，與鋼管結(jié)合后溫度越高固化性能越好，而且耐酸堿腐蝕，能夠在各種惡劣環(huán)境下使用。但是 抗紫外線和抗劃傷能力較弱。3層PE結(jié)構(gòu)防護(hù)是熔結(jié)環(huán)氧 粉末和高密度聚乙烯包覆二者優(yōu)勢(shì)的結(jié)合，具有高密度聚乙 烯耐損傷和環(huán)氧粉末固化性能好的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)的大型石油管 道工程基本首選3層PE涂層。煤焦油瓷漆吸水率低、價(jià)格 實(shí)惠、耐細(xì)菌腐蝕、絕緣性好、使用壽命長(zhǎng)，但機(jī)械強(qiáng)度較 弱，低溫狀態(tài)容易變脆，且所處的溫度范圍很小。

3.4采用陰極保護(hù)

陰極保護(hù)在目前使用較為廣泛。它依據(jù)腐蝕中的電化學(xué) 原理，是一種通過(guò)給金屬增加負(fù)電流使金屬陰極化后抑制腐 蝕發(fā)展的電化學(xué)保護(hù)技術(shù)。石油管道腐蝕基本都屬電化學(xué)腐 蝕，油氣自身的氧化物質(zhì)會(huì)與金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，造成管道 內(nèi)壁腐蝕。因此可以采用陰極保護(hù)方法控制管道的腐蝕。陰 極保護(hù)包括犧牲陽(yáng)極法和強(qiáng)制電流保護(hù)法。犧牲陽(yáng)極法使被 保護(hù)的金屬與可提供保護(hù)電流的金屬相連，被保護(hù)金屬被陰 極化從而減緩腐蝕速度。強(qiáng)制電流保護(hù)法相連的是外加電源 的負(fù)極。但由于受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，而且操作相對(duì)復(fù)雜， 作業(yè)成本比較高，因此在實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)對(duì)大口徑長(zhǎng)運(yùn)輸管道 多采用強(qiáng)制電流保護(hù)法，輔之以犧牲陽(yáng)極法。比如管道進(jìn)出 口在一些工藝站場(chǎng)可以安裝電絕緣裝置；在有大型河流穿過(guò) 的兩河岸通過(guò)分別安裝鋅合金來(lái)犧牲陽(yáng)極。生活中將涂層防 護(hù)和陰極保護(hù)結(jié)合使用也是一種既經(jīng)濟(jì)又有效的防腐措施。

3.5加強(qiáng)管道工程質(zhì)量檢測(cè)

一方面要結(jié)合外部環(huán)境對(duì)管道材料進(jìn)行合理選擇，另一 方面更要加強(qiáng)對(duì)石油管道防腐理論及技術(shù)的研究，加強(qiáng)對(duì)石 油管道工程質(zhì)量的檢測(cè)。石油管道的防腐工作與整個(gè)石油工 程的安全運(yùn)輸密切相關(guān)，它更關(guān)系到人們生命與財(cái)產(chǎn)安全， 關(guān)系到整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，需要建立專門的管道腐 蝕防護(hù)研究中心，加強(qiáng)對(duì)管道防腐監(jiān)督工作的投入，通過(guò)建 立石油管道腐蝕質(zhì)量防護(hù)評(píng)估體系，對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢 測(cè)，對(duì)管道工程的質(zhì)量加以控制，準(zhǔn)確掌握石油管道的地質(zhì) 情況和周圍的環(huán)境條件，從而減少因管道腐蝕而對(duì)工程質(zhì)量 造成的不利影響。該防護(hù)系統(tǒng)同時(shí)也能起到監(jiān)督檢測(cè)的作 用，通過(guò)定期監(jiān)測(cè)管道工程建設(shè)中的土壤以及防腐涂層的情 況，從而達(dá)到管道防腐的目的。

3.6對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)

造成石油管道腐蝕的原因多種多樣，不同的環(huán)境條件會(huì) 對(duì)管道的不同部位造成不同的影響，因此需要在復(fù)雜環(huán)境中 針對(duì)管道的重點(diǎn)部位進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)。管道腐蝕環(huán)境的復(fù)雜性 要求我們區(qū)別對(duì)待問(wèn)題，從而加強(qiáng)對(duì)管道腐蝕重點(diǎn)部位的分 析和防護(hù)工作。比如，像彎頭這類重要的部位需要進(jìn)行經(jīng)常性噴鈾。對(duì)管道重點(diǎn)部位進(jìn)行防護(hù)能夠有 效減輕管道局部的腐蝕，從而令自然腐蝕穿孔的概率大幅度 減小。管道施工需要針對(duì)性進(jìn)行防腐工作，這樣才能使防腐 技術(shù)充分發(fā)揮作用，才能保證石油運(yùn)輸?shù)陌踩c穩(wěn)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

伴隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油管道工程建設(shè)和防護(hù)問(wèn)題備 受重視，石油管道運(yùn)輸?shù)陌踩P(guān)系到人們的生命安全，也影 響著整個(gè)石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，為了推動(dòng)整個(gè)石油管道事 業(yè)的快速發(fā)展，必須要加強(qiáng)管道防腐工作，采用新型材料， 掌握先進(jìn)技術(shù)，建立起管道質(zhì)量防護(hù)評(píng)估體系，促使管道防 腐性能的提高，不斷完善管道管理機(jī)制。

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