李萍

摘 要：在油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中，能夠有效提高能源的輸送效率，保障運(yùn)輸順利進(jìn)行，管道腐蝕問題應(yīng)該引起廣泛關(guān)注和重視，并得到有效的改善。因此分析管道腐蝕原因、研究管道防腐技術(shù)，可以有效提高油氣儲(chǔ)運(yùn)的速度和效率。通過對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)在管道應(yīng)用中的實(shí)踐分析，可以發(fā)現(xiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中導(dǎo)致管道受到腐蝕的原因主要有三個(gè)方面：即外界因素、油氣的性質(zhì)以及防腐措施不當(dāng)。

關(guān)鍵詞：管道防腐技術(shù)；腐蝕原因；防腐技術(shù)；設(shè)計(jì)與應(yīng)用

管道是油氣儲(chǔ)運(yùn)的基本載體，管道防腐問題關(guān)系著能否順利輸送能源，對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)起著重要作用。如何防止管道被腐蝕，也是相關(guān)領(lǐng)域的重要研究課題。本文主要是在分析了管道受到腐蝕的原因的基礎(chǔ)上，淺析了油氣管道防腐技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，并提出了應(yīng)該注意問題。

1管道受到腐蝕原因

油氣儲(chǔ)運(yùn)工程是連接油氣生產(chǎn)、加工、分配、銷售諸環(huán)節(jié)的紐帶。管道是油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備中不可缺少的一個(gè)組件，在油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中存在諸如火災(zāi)、油品揮發(fā)、管道腐蝕等安全隱患，其中管道腐蝕造成的影響是不可估量。

1.1 外界因素

油氣管道布放在特殊的環(huán)境中，其周圍的各種因素和介質(zhì)的性質(zhì)各不相同，對(duì)管道的影響也大小不一，在外界環(huán)境中影響較大的主要有溫度、介質(zhì)的腐蝕性、介質(zhì)的物理性狀以及施工因素等。（1）溫度是指在油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中管道的溫度以及外界環(huán)境的溫度，管道鋪設(shè)深度是決定油氣溫度的主要方面，一般而言，腐蝕速度會(huì)隨著溫度的逐漸上升而有所加快。（2）介質(zhì)的腐蝕性，在管道周圍主要有土壤和各種微生物，其性質(zhì)對(duì)管道影響較大。通常來說，要準(zhǔn)確評(píng)定管道周圍土壤的腐蝕性非常困難。近年來，在石化行業(yè)中普遍實(shí)行的評(píng)定方法有兩種：一是依據(jù)土壤的電阻把土壤腐蝕性分為強(qiáng)、中、弱三個(gè)級(jí)別；另一個(gè)是在土壤復(fù)雜的地區(qū)，根據(jù)土壤的電阻率、土質(zhì)、含水量和酸堿度等因素差異將土壤腐蝕性分為強(qiáng)、中、弱、不腐蝕四個(gè)級(jí)別。介質(zhì)的物理性狀，主要是指地下水位的變化和土壤中水分的變化等。（3）施工因素。管道的施工是一個(gè)復(fù)雜且長期的工程，在施工中能否做好質(zhì)量控制也是能否有效防止管道受腐蝕的重要因素。

1.2 油氣的性質(zhì)

油氣性質(zhì)的不同也在一定程度上對(duì)管道造成影響，這是因?yàn)橛蜌庵械奈镔|(zhì)具有一定的氧化性，例如硫化氫；CO2腐蝕最典型的特征是管道的局部產(chǎn)生點(diǎn)蝕、蘚狀腐蝕和臺(tái)面狀腐蝕，其中，臺(tái)面狀腐蝕是腐蝕過程最嚴(yán)重的。CO2氣體在液體中也有酸性，可能會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，致使金屬晶格被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致油氣管內(nèi)壁受到腐蝕。 實(shí)際上腐蝕產(chǎn)物碳酸鹽（FeCO3、CaCO3）或結(jié)垢產(chǎn)物膜在鋼鐵表面不同區(qū)域的覆蓋程度不同，不同覆蓋度的區(qū)域之間形成了自催化作用很強(qiáng)的腐蝕電偶，CO2的局部腐蝕就是這種腐蝕電偶作用的結(jié)果。這一機(jī)理也很好解釋了水化學(xué)作用和在現(xiàn)場一旦發(fā)生上述過程時(shí)，局部腐蝕會(huì)突然變得非常嚴(yán)重等現(xiàn)象。影響CO2腐蝕的因素比較多，溫度、CO2分壓、流速、合金元素、Cl-、HCO3-、Ca2+和Mg2+、細(xì)菌、Fe3C濃度、FeCO3溶解度、保護(hù)膜、管材的熱處理及顯微組織等對(duì)腐蝕都有一定的影響，多個(gè)因素影響下的腐蝕情況相對(duì)比較復(fù)雜。

1.3 防腐措施不當(dāng)

通過對(duì)受腐蝕的油氣管進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)防腐層失效是其被腐蝕的主要原因。在油氣管和其防腐層產(chǎn)生剝離時(shí)，也就是防腐層和管道之間產(chǎn)生了一定距離的空間時(shí)，會(huì)導(dǎo)致陰極保護(hù)電流屏障，致使防腐層失去效果，從而引起管道腐蝕。另外，防腐層若產(chǎn)生了穿孔、劈裂以及破裂等，也都有可能致使管道受到腐蝕。

2 油氣儲(chǔ)運(yùn)中管道防腐技術(shù)應(yīng)用

2.1 管道防腐層技術(shù)的運(yùn)用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，管道防腐層技術(shù)也得到了進(jìn)一步發(fā)展，煤焦油瓷漆、三層聚乙烯以及熔結(jié)環(huán)氧等管道涂層技術(shù)得以在各項(xiàng)工程中廣泛應(yīng)用。例如，在國家陜京線、澀寧蘭和西氣東輸?shù)戎攸c(diǎn)工程中采取了三層聚乙烯防腐層技術(shù)；雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層技術(shù)通常用在冷彎管的外部；對(duì)部分分支管直接采用聚乙烯膠帶纏繞法則一般用在油氣管變化較頻繁、或者是站內(nèi)距離不大的管道中。

2.2 防腐層和陰極保護(hù)技術(shù)

在必須埋地的防腐材料中，最經(jīng)常用的是陰極保護(hù)和涂層防護(hù)相結(jié)合的防腐技術(shù)，這類技術(shù)在國內(nèi)數(shù)以萬計(jì)的油氣管道中得到了很好的利用，并且效果顯著。作為能夠與涂敷技術(shù)相結(jié)合使用的一種技術(shù)，陰極保護(hù)技術(shù)可以分為三種，即犧牲陽極法、排流保護(hù)法和附加電流法，其中排列保護(hù)還可以分為直接排流、極性排流和強(qiáng)制排流三個(gè)方面。陰極保護(hù)的工作原理來自于電化學(xué)腐蝕原理，是一種電化學(xué)效果十分顯著地保護(hù)技術(shù)。構(gòu)成陰極保護(hù)系統(tǒng)的電池的陽極，其氧化反應(yīng)比較明顯，能夠有效抑制被陰極保護(hù)的金屬的腐蝕速度，從另一方面說，通過利用陽極或者犧牲外加帶能源，能夠增加金屬構(gòu)件的負(fù)電位，以此達(dá)到預(yù)防腐蝕。要想使得陰極保護(hù)得以充分利用，前提在于必須具有陽極和與之對(duì)應(yīng)的陰極，并且兩者之間還必須具備土壤、水等電介質(zhì)，即在陽極和陰極之間必須存在導(dǎo)電的通路。

2.3 油氣管道內(nèi)部防腐技術(shù)

加強(qiáng)管道內(nèi)部的防腐處理，是管道防腐的關(guān)鍵。由于在管道內(nèi)儲(chǔ)運(yùn)的油氣中含有二氧化碳、硫化氫等各種具有腐蝕性的介質(zhì)，對(duì)管道內(nèi)部產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，加重其被腐蝕的程度，特別是在積水的管道位置經(jīng)?；赜泄艿篱_裂事故的出現(xiàn)。針對(duì)管道內(nèi)部存在的安全隱患問題，西南油氣田分公司研發(fā)了一種新型的管道緩蝕劑，將該技術(shù)應(yīng)用到管道中，在對(duì)其運(yùn)行過程中的檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)該技術(shù)能夠有效延緩天然氣管道內(nèi)壁的腐蝕速度。目前，已經(jīng)將GP-1型緩蝕劑使用到管道內(nèi)壁腐蝕較嚴(yán)重的部分，收到的效果非常理想，因此，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被推廣應(yīng)用到國際油氣管道市場中。

3 管道防腐應(yīng)注意問題

3.1 管道材料的選擇

必須選用優(yōu)質(zhì)的材料才能提高管道的性能，在管道材料的選擇上應(yīng)該優(yōu)先考慮材料的焊接性、強(qiáng)度和韌性；防腐材料則必須具有較強(qiáng)的粘合性、良好的透水透氣性、較好的電絕緣性、較高的耐土壤腐蝕性和土壤應(yīng)力。涂層材料的性質(zhì)決定了它的特性，在管道鋪設(shè)中環(huán)境、施工條件也各不相同，在實(shí)際建設(shè)中應(yīng)該從具體情況出發(fā)，因材選料，根據(jù)各個(gè)工程的具體情況選擇相應(yīng)的材料，避免盲目搭配。

3.2 解決現(xiàn)存的問題

目前，我國的管道防腐技術(shù)仍處在較落后階段，與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距。在油氣管道儲(chǔ)運(yùn)中最根本的問題是涂層成本過高、質(zhì)量不穩(wěn)定，競爭優(yōu)勢(shì)不明顯等，要想提高管道防腐技術(shù)，就必須先解決目前存在的問題，因此需要相關(guān)人員從各方面著手加以解決。在科研上，增加科研經(jīng)費(fèi)，加大科研力度，研發(fā)出符合我國實(shí)際情況的防腐技術(shù)；在生產(chǎn)上，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控，提高材料性能；在管理上，及時(shí)進(jìn)行檢查和維護(hù)，延長其使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提升我國的技術(shù)競爭優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李靖， 劉愛迪， 張應(yīng)來. 油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問題研究[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2014（6）：272-272.