石瑜琦

（大慶油田有限責(zé)任公司采氣分公司監(jiān)督管理中心，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，國家對石油、天然氣等能源的需求量不斷增加，但是這也導(dǎo)致油氣集輸管道頻繁出現(xiàn)腐蝕的問題，導(dǎo)致油氣集輸管道出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等情況，不僅造成資源浪費(fèi)，也加大了經(jīng)濟(jì)損失，需做好管道防腐蝕工作。因此，本文將對油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理與防腐蝕技術(shù)進(jìn)行簡要分析。

1 油氣集輸管道腐蝕機(jī)理

1.1 油氣集輸管道外部腐蝕機(jī)理

油氣集輸管道外部腐蝕是由管道外部與土壤、空氣以及水等介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)、物理反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)造成的[1]。土壤當(dāng)中含有水、空氣以及鹽離子等物質(zhì)，很容易與管道產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)。而一旦管道外部被腐蝕，管壁就會變薄，會對管道造成較大的破壞。同時，若金屬管道浸泡在土壤電解質(zhì)溶液當(dāng)中，管道外部也會形成宏觀電池或局部電池，部分氧氣濃度較低的地方就會形成陽極。

1.2 油氣集輸管道內(nèi)部腐蝕機(jī)理

油氣集輸管道內(nèi)部腐蝕指的是油氣當(dāng)中的腐蝕性氣體或鹵水等會和管道內(nèi)部產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致管道內(nèi)部被腐蝕[2]。油氣當(dāng)中包括很多腐蝕性氣體，例如二氧化硫、二氧化碳以及硫化氫等。其中硫化氫的腐蝕性比較強(qiáng)，在水中溶解之后會出現(xiàn)電離的情況，從而腐蝕金屬管道，且會產(chǎn)生硫酸，也會對管道內(nèi)部產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕作用。被硫化氫腐蝕之后，金屬管道很容易出現(xiàn)氫脆的情況。而二氧化碳溶于水之后會降低溶液的pH值，繼而產(chǎn)生CO32-、HCO3-等離子，這些離子會與金屬發(fā)生反應(yīng)，從而生成碳酸亞鐵，會腐蝕管道。二氧化硫溶于水之后，會與金屬發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸亞鐵，硫酸亞鐵又會被水分解為硫酸根離子與三氧化二鐵，其中硫酸根離子會與鐵反應(yīng)，再次生成硫酸亞鐵，不斷腐蝕管道。此外，管道流體當(dāng)中存在碎屑與沙粒等固相顆粒，會沖刷腐蝕內(nèi)部管壁。

2 油氣集輸管道外部防腐蝕技術(shù)

2.1 科學(xué)選擇防腐蝕材料

油氣集輸管道外部會受到大氣環(huán)境的影響，將其埋藏在土壤中后會疏導(dǎo)電解質(zhì)或土壤的影響，繼而出現(xiàn)腐蝕的情況。為此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、土壤條件綜合分析管道外部出現(xiàn)腐蝕的原因，并科學(xué)選擇耐腐蝕性的管道材料，避免管道出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕。

2.2 完善防腐蝕涂層

油氣集輸管道外部防腐蝕常應(yīng)用防腐蝕涂層這種方式，即在管道外部涂噴一層防腐蝕層，將管壁與腐蝕介質(zhì)分隔開來，從而隔離管道表面，加強(qiáng)電化學(xué)保護(hù)。常用的防腐蝕涂層有無機(jī)涂層、有機(jī)涂層以及復(fù)合涂層等類型。其中，無機(jī)涂層主要包括熱噴玻璃涂層、陶瓷涂層以及搪瓷涂層等，其抗磨性、耐腐蝕性、耐高溫性等性能比較好，且不易老化。但是，無機(jī)涂層具有十分復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)成本也比較高，應(yīng)用范圍相對較小；其次，常用的有機(jī)涂層主要包括橡膠防腐蝕涂層、石油瀝青、環(huán)氧類涂層、焦煤油防腐蝕涂層以及聚氨酯防腐蝕涂層等，具有較強(qiáng)的抗酸性、抗堿性，且種類比較多[3]。此外，復(fù)合涂層即將有機(jī)材料與無機(jī)材料相結(jié)合形成的涂層，防腐蝕效果比較好。

2.3 加強(qiáng)陰極保護(hù)

在油氣集輸管道外部加強(qiáng)陰極保護(hù)可以避免油氣集輸管道外部受到電解質(zhì)的影響，降低管道外部出現(xiàn)腐蝕的幾率。加強(qiáng)陰極保護(hù)指的就是利用金屬部件制造陰極，并使金屬部件通電，從而產(chǎn)生陰極極化，轉(zhuǎn)移管道表面的電子，避免管道外部受到腐蝕。加強(qiáng)陰極保護(hù)不僅可以采用外加陰極電流這種方式保護(hù)金屬管道，也可以利用犧牲陽極的方式保護(hù)陰極。采用陰極保護(hù)這種方式不僅可以保護(hù)埋地管線，避免埋地管線受到電解質(zhì)或土壤的影響，也可以將陰極保護(hù)應(yīng)用在海水當(dāng)中。同時，陰極保護(hù)的成本比較低，可以保護(hù)防腐蝕涂層保護(hù)不到的位置，為了進(jìn)一步提升防腐蝕效果，技術(shù)人員也可以將陰極保護(hù)與防腐蝕涂層結(jié)合起來。

3 油氣集輸管道外部防腐蝕技術(shù)

3.1 靈活應(yīng)用內(nèi)部襯里及涂層防腐技術(shù)

一般會在管道內(nèi)襯中應(yīng)用玻璃鋼復(fù)合材料，其中的鋼材料具有耐腐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，可以有效減小高溫高壓環(huán)境對油氣集輸管道的損害。管道內(nèi)涂層指的是在管道內(nèi)壁上涂噴一層防腐蝕層，常用的材料有環(huán)氧粉末、聚氨脂以及環(huán)氧樹脂等，從而隔離管道當(dāng)中的腐蝕性流體，避免管道內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕的情況。利用這種技術(shù)不僅可以降低管道維修成本，也可以提高油氣集輸效率。

3.2 靈活應(yīng)用管道內(nèi)緩蝕劑防腐蝕技術(shù)

緩蝕劑是一種化學(xué)藥劑，可以抑制管道內(nèi)部的金屬或合金出現(xiàn)腐蝕，也可以通過改善已腐蝕金屬的表面狀態(tài)或延緩腐蝕速度達(dá)到保護(hù)金屬管道內(nèi)部的目的。當(dāng)前，緩蝕劑主要包括有機(jī)緩蝕劑與無機(jī)緩蝕劑這兩種類型。而按照緩蝕劑的電化學(xué)作用機(jī)理可以將緩蝕劑分為陽極緩蝕劑、陰極緩蝕劑以及混合緩蝕劑這三種類型。一般情況下，進(jìn)行油氣集輸管道內(nèi)部防腐蝕時不需要利用大量的緩蝕劑，且保護(hù)效果比較好，可以有效延長管道的使用壽命。此外，緩蝕劑會隨著介質(zhì)的流動而流動，因此比較用于循環(huán)管路或半循環(huán)管路。

4 結(jié)語

油氣集輸管道腐蝕主要包括內(nèi)部腐蝕與外部腐蝕，這兩者的腐蝕機(jī)理不同，采用的防腐蝕技術(shù)也不同。對于管道外部腐蝕來說，需通過科學(xué)選取防腐蝕材料、完善防腐蝕涂層、加強(qiáng)陰極保護(hù)等方式進(jìn)行防腐蝕。對于管道內(nèi)部腐蝕來說，需靈活應(yīng)用內(nèi)部襯里與涂層防腐技術(shù)以及管道內(nèi)緩蝕劑防腐蝕技術(shù)。技術(shù)人員需做好防腐蝕工作，降低油氣集輸管道的腐蝕幾率，提高油氣集輸管道的集輸質(zhì)量。