何欣

[摘 要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，油氣集輸與人們的生產(chǎn)生活關(guān)系越來越緊密，油氣運(yùn)輸在油田產(chǎn)業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。油氣運(yùn)輸管道是整個(gè)油氣儲(chǔ)存以及運(yùn)輸環(huán)節(jié)中最重要的硬件設(shè)備。無論是管道內(nèi)部還是外部的環(huán)境都對它的使用質(zhì)量存在很大的影響，使得其管道極易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，從而影響油氣的安全集輸工作。本文通過分析油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理，研究了油氣集輸管道的防腐蝕技術(shù)，希望為我國未來的油氣集輸管道防腐工作起到幫助作用。

[關(guān)鍵詞]油氣；集輸管道；腐蝕機(jī)理；防腐技術(shù)

中圖分類號(hào)：S444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）04-0166-01

引言

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，石油、天然氣等工業(yè)產(chǎn)品也有很大的進(jìn)步，我國的油氣集輸管道數(shù)量不斷增加，與此同時(shí)，需要注意的是管道腐蝕問題的破壞性，管道腐蝕可致油氣的泄漏情況加劇，這不僅造成我國資源的浪費(fèi)，也給油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重阻礙，并對環(huán)境起到了一定的破壞作用。所以，我們應(yīng)該根據(jù)油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理，利用匹配的防腐蝕技術(shù)，做好管道腐蝕的防護(hù)工作，將管道腐蝕的出現(xiàn)幾率降到最低。

1 油氣管道腐蝕的影響因素

據(jù)相關(guān)研究，在實(shí)際油氣集輸過程中，由于各種難以避免的問題時(shí)有發(fā)生，所以集輸管道的腐蝕現(xiàn)象常常出現(xiàn)。我國的相關(guān)機(jī)構(gòu)已經(jīng)針對這個(gè)問題做過很多研究，但并沒有取得令人滿意的效果。我們必須要面對的現(xiàn)實(shí)問題是油氣管道的腐蝕對于油氣整體集輸工作的負(fù)面影響很大。油氣管道的腐蝕情況與所集輸?shù)挠蜌赓|(zhì)量情況成反比關(guān)系。

1.1 油氣管道自身因素

由于油氣管道本身的性能特點(diǎn)，不同類型的油氣管道其抗腐蝕性能有著顯著差異。由于油氣大都伴隨石油從油井中提取出來，它的主要組成部分包括甲烷和乙烷等可燃性物質(zhì)，這類物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，在石油集輸過程中，如果出現(xiàn)劇烈的碰撞因素，那么這類物質(zhì)很容易相互作用進(jìn)而改變油氣集輸管道的內(nèi)環(huán)境，通過與油氣集輸管道的管壁內(nèi)部接觸，進(jìn)而造成降低了其初始狀態(tài)的抗腐蝕能力，增加了腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生幾率，從而降低油氣管道的集輸質(zhì)量，埋下了安全隱患。

1.2 外部環(huán)境因素

外界環(huán)境因素對油氣集輸管道的腐蝕現(xiàn)象影響最為明顯，一旦集輸管道所處環(huán)境發(fā)生溫度改變和酸堿度變化，很容易加重油氣管道的腐蝕情況，同時(shí)，一些難以避免的惡劣天氣因素也會(huì)對油氣管道的集輸情況造成惡劣影響。面對這種現(xiàn)象，油田企業(yè)需要在油氣管道安置初期就考慮到當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊?，提前做好安全防范工作，避免外部的環(huán)境因素降低油氣輸運(yùn)的質(zhì)量。

1.3 施工環(huán)境因素

在施工中也存在很多不確定因素會(huì)不同程度造成后續(xù)油氣管線的腐蝕。在實(shí)際的油氣管線施工過程中，施工材料和施工人員等因素都能影響到油氣實(shí)際的集輸管線工作的抗腐蝕性能，由于施工環(huán)境改變造成的問題很容易引起管線的腐蝕。特別是在油氣管線的施工過程中，施工人員缺乏足夠的專業(yè)素養(yǎng)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)違規(guī)操作，為油氣管線的后續(xù)防腐工作埋下了安全隱患。

2 腐蝕機(jī)理

2.1 管道外部腐蝕機(jī)理

油氣集輸管道遭受的外部腐蝕通常是指管道與外部土壤、空氣、水等物質(zhì)接觸，產(chǎn)生化學(xué)和物理作用，導(dǎo)致管道外壁產(chǎn)生局部腐蝕。土壤中含有空氣、水和鹽離子等因子，容易與埋藏的管道發(fā)生化學(xué)或者電化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)腐蝕一般均勻發(fā)生在管壁表面，使得管壁整體變薄，作用過程比較緩慢，對管壁整體破壞力較小。當(dāng)管道鋪設(shè)在地下，容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，對管道的負(fù)面影響比較嚴(yán)重。金屬管道浸泡在土壤電解質(zhì)溶液中，由于管道不同部位接觸的溶液離子成分和濃度等存在區(qū)別，在管道表面形成宏觀或局部電池。管道表面溫度會(huì)存在差異，在溫度較高的地方形成陽極。電化學(xué)腐蝕一般很難被發(fā)現(xiàn)，對管道的負(fù)作用明顯，會(huì)導(dǎo)致管道穿孔甚至斷裂現(xiàn)象，使得管道集輸?shù)馁|(zhì)量難以保證。

2.2 管道內(nèi)部腐蝕機(jī)理

油氣管道內(nèi)腐蝕作用是指油氣中腐蝕性氣體或者鹵水等與管道內(nèi)部發(fā)生一系列化學(xué)或者電化學(xué)反應(yīng)，對管道的內(nèi)部造成腐蝕。油氣中的腐蝕性氣體主要有二氧化碳和二氧化硫等，它們具有較強(qiáng)腐蝕性，溶于水后發(fā)生電離，對金屬管道產(chǎn)生化學(xué)腐蝕作用，同時(shí)產(chǎn)生的部分化學(xué)元素可以對管道產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕作用，金屬管道被腐蝕后容易導(dǎo)致局部硬度下降。二氧化碳溶于水后使得溶液的酸性增加，與金屬反應(yīng)生成FeCO3造成局部發(fā)生腐蝕。二氧化硫溶于水后，在氧氣作用下與金屬發(fā)生反應(yīng)生成FeSO4，硫酸根離子可以與鐵作用生成硫酸亞鐵，對管道造成持續(xù)性的破壞作用。最后，管道內(nèi)流體在輸送過程中也能對管壁產(chǎn)生破壞作用，流體中含有沙粒和碎屑等顆粒物對管道內(nèi)部磨蝕，降低了管道集輸?shù)恼w質(zhì)量。

2 油氣集輸管道外部防腐蝕技術(shù)

根據(jù)油氣集輸管道外部腐蝕機(jī)理，外部防腐技術(shù)主要有選用較好的防腐蝕材料、使用防腐蝕涂層、采取陰極保護(hù)措施等。

3.1 防腐蝕材料

管道外部腐蝕的主要影響因素是空氣環(huán)境和直接與管道接觸的外部土壤環(huán)境，這就要求工作人員在鋪設(shè)管道前對當(dāng)?shù)氐臍夂蚝屯寥罓顩r做詳細(xì)的前期調(diào)研，根據(jù)腐蝕機(jī)理，優(yōu)化對材料的選擇，材料的防腐能力越高，則集輸管道的油氣輸運(yùn)質(zhì)量越高，腐蝕的幾率也會(huì)減少。與此同時(shí)，材料的透氣能力，透水能力，安裝的可操作性與后期的防護(hù)管理工作的簡捷性都是在采購材料時(shí)必須要綜合考慮的因素。

3.2 防腐蝕涂層

管道外部采用防腐蝕涂層是常用的防腐蝕措施。在管道外部噴涂防腐蝕層使管壁與腐蝕介質(zhì)隔離開來，能夠?qū)艿辣砻嫫鸬礁綦x效果，降低腐蝕效果或者起到電化學(xué)保護(hù)作用。常用的涂層分為有機(jī)涂層、無機(jī)涂層和復(fù)合涂層等。有機(jī)涂層種類繁多，能夠較好地抗酸、堿腐蝕，無機(jī)涂層生產(chǎn)工藝相對復(fù)雜，成本較高，需要加強(qiáng)研究降低成本，擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模；有機(jī)、無機(jī)復(fù)合涂層是使用有機(jī)材料與無機(jī)材料一起加工形成的涂層，通常具有較好的防腐蝕效果，使用壽命也較長。

3.3 陰極保護(hù)

在實(shí)際的油氣管道鋪設(shè)過程中，很多集輸管道需要被鋪設(shè)在海水環(huán)境里，所以，根據(jù)管線及外部環(huán)境的實(shí)際情況，工作人員們一般采取陰極保護(hù)技術(shù)來作為油氣管道的防護(hù)措施?，F(xiàn)階段，我國的陰極保護(hù)技術(shù)在管道防腐工作中應(yīng)用比較廣泛，是“電化學(xué)”原理的典型應(yīng)用措施。在對油氣線路的陰極防護(hù)措施中，陽極會(huì)在該條件下發(fā)生明顯的氧化還原反應(yīng)，使其管線金屬處成為陰極，海水等物質(zhì)會(huì)與陰極發(fā)生“氧化還原”反應(yīng)，在其表面生成金屬保護(hù)層，從而保障了管道防腐工作的順利進(jìn)行。

結(jié)束語

總而言之，隨著我國工業(yè)的進(jìn)步，我國油氣集輸管道的防腐工作已經(jīng)受到人們越來越多的重視，要做好油氣集輸管道的防腐工作，需要從防腐蝕材料、防腐涂層和陰極防腐技術(shù)入手，使我國的石油產(chǎn)業(yè)在激烈的國際競爭中占據(jù)一席之地。

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