油气运输管道中腐蚀问题及防护措施分析

油气运输管道中腐蚀问题及防护措施分析

申晓东

中国石化管道储运有限公司新乡输油处河南新乡453003

摘要：管道运输作为油气储运设备中不可或缺的一个部分，是保证石油、天然气安全经济输送的基础。但是，在油气运输的实际过程中，由于诸多环境或人为因素，导致油气挥发、火灾、管道腐蚀等安全问题时常发生，其中，管道腐蚀以其最易发生、最难治理等特点对管道运输造成巨大影响。油气储运管道的腐蚀问题越来越被人们所重视，油气储运管道的防护逐渐成为目前各大油田首先要考虑的问题之一。本文通过分析国内外目前油气运输过程中管道腐蚀的现状及产生原因，基于此提出油气管道防腐的解决措施，并在此基础上对我国油气储运管道的发展前景提出规划。

关键词：油气运输；管道；防腐

引言

改革开放以来，随着我国政治经济水平不断发展，科学技术水平不断进步，石油天然气工业正以令人惊讶的速度飞速发展。在此基础上，油气运输管道不单单只是我国的工业命脉，更与人民安居乐业息息相关。但是，不论是输水管道、液体或气体能源运输管道，还是我们生活中常见的天然气管道，其都会随着时间的流逝不断被腐蚀，而其中，埋在地下的运输管道的腐蚀问题尤为严重。众所周知，在油气资源的勘探、开发，再到生产的整个过程中，“储与运“是十分重要的枢纽，是油气生产、加工、销售等各个环节的关键连接点。十二五规划期间，为了合理开发西部资源、以保障东部城市的能源供应，西气东输、跨国油气管道等工程等的不断建设发展[1]，这都为油气运输管道行业的快速发展奠定了一定基础。但是，我们仍然不能忽视油气运输管道中存在的诸多问题，尤其是管道腐蚀问题。

一、管道腐蚀的原因

由于油气运输管道被埋设在不同的环境中，而不同的环境包括不同的气候、地质以及水文等不同的外界条件，同时，不同的环境中其内部所包含的各种物质也不尽相同，因而对管道产生的影响也各不相同。本文作者通过对国内外相关文献资料进行调研，得出以下结论：油气储运过程中导致管道腐蚀的主要原因包括外界因素、油气自身因素以及不恰当的防护措施带来的二次破坏这三方面因素。

1、外界因素

根据对管道铺设的环境差异可将外界因素分为细菌腐蚀和土壤腐蚀两方面因素。

1.1细菌腐蚀

由于细菌无所不在，因而细菌腐蚀是一种最为常见的腐蚀。具体来说，在腐蚀的过程中，细菌直接参与了油气和管道间的化学反应。并且，由于土壤中存在大量不同类型不同的细菌、真菌等，导致各种不同细菌产生不同程度的腐蚀效果，再加上土壤的封闭性非常好，其中氧气含量少，相当于是一个封闭环境，细菌在这这种环境中的代谢就异常活跃，能高效地将硫酸根离子转化成硫酸氢，而硫酸氢则能与油气运输管壁进行反应[2]，进而对油气运输管道造成严重腐蚀。

1.2土壤腐蚀

不仅土壤中的各种细菌对油气运输管道腐蚀严重，由于多数管道埋设在土壤中，土壤本身对油气运输管道的腐蚀也不能忽视。可以说，土壤对油气运输管道的腐蚀作用最普遍，危害最大。具体来说，土壤以土为基质，同时包含水、空气、微生物等其他介质。不同地区土壤里的水分含量、空气含量以及酸碱性质的差异等因素，导致土壤是一个非常复杂的环境，因而土壤腐蚀的种类多，同时也导致土壤对运输管道的腐蚀问题成为众多学者研究的热点问题之一[3]。下面以盐分差异电池腐蚀和金属差异电池腐蚀为例，解释土壤对油气运输管道产生的腐蚀作用。

1.2.1盐分差异电池腐蚀

一些土壤虽然盐分含量很高，但是由于盐分含量与浓度分布不均匀，导致运输管道在盐份土壤中盐份差异电池的形成，由此导致运输管道被腐蚀。其中，在盐份高的地区，盐分差异电池腐蚀更为明显：在较短时间内，就可造成油气运输管道穿孔。

1.2.2金属差异电池腐蚀

金属差异电池腐蚀也称为电偶腐蚀。我国地域辽阔，油气运输管道距离长、运输跨度大，是导致金属差异电池腐蚀产生的主要原因。不同地区往往根据本地区的实际情况而使用不同种类的金属管道[4]，这就导致不同的金属管道因成分差异造成各部分电位出现差异，而高电位作为差异腐蚀电池的阴极，受到保护，低电位作为差异腐蚀电池的阴阳极，受到腐蚀。

2、油气自身因素

我国地域辽阔，油田分布广泛，因而各个油田产出的原油的性质不尽相同，从而导致不同石油的性质对同一地区的管道造成不同的影响。具体来说，油气运输管道施工过程中施工人员通常只会考虑某一种油气单方面的性质，但实际情况中不同的油气因为自身性质的差异导致其中含有氧化性的物质并不相同。而硫化氢气体溶解在液体中时，会与金属管道发生电化学反应，产生酸性物质，从而导致金属晶体被破坏，造成油气运输管道内壁被腐蚀。

3、不恰当的防护措施带来的二次破坏

通过对多种经过防腐保护措施的油气运输管道进行调查与研究，笔者发现防腐层失效以及不恰当的防护措施是管道腐蚀的另外一个重要原因。随着时间推移，由于油气管道内壁和防腐层之间形成了空隙，以至于防腐层失效，运输管道被腐蚀。并且，如果防腐涂层不适合某些地区的实际情况，反而会造成管道更加严重的腐蚀，原因在于整个过程中防腐层会发生破损，从而造成二次破坏。

二、油气运输管道腐蚀措施

1、油气运输管道外的防腐措施

目前控制油气运输管道外壁腐蚀的方法主要有以下四种，即涂层、整流器、牺牲阳极法阴极保护和连接线。

2、油气运输管道内的防护措施

油气运输管道防腐的关键工作重心在于管道内部的防腐，原因在于管道内壁极易被油气液体中的各种腐蚀介质所腐蚀，尤其是某些在积水的地区，管道甚至会出现开裂现象。由于油气管道内壁接触的油气性质相对复杂，对运输管道内壁进行防腐处理以保障油气运输过程的畅通性以及安全性就显得至关重要。

三、油气运输管道防腐工作中的建议

管道工程建设的过程中，从源头上提高管道的质量是油气运输管道防腐工作的根本出发点。要选用品质好的管道，同时要全面考虑材料的强度和韧性等抗腐蚀能力。在选择防腐材料时，必须牢记较强的粘合性、良好的透水透气性、相对好的电绝缘性是防腐材料必须具备的性质。由于不同的涂层材料具有其独特的性质，也决定了其本身的使用性能，加上各个地区的气候、土壤等自然因素的存在一定差异，并且以上所有因素都对油气运输管道建设存在或多或少的影响，这就要求我们在实际生产实践中，综合考虑各种环境情况，因材选料，从而有效避免盲目施工以及无效生产。同时，应增加科研经费，加强对专业技术人员的培养，以提高行业竞争优势。

四、结束语

石油、天然气资源作为我国工业发展的基础性能源，尽管我国油气资源总量多，但是我们必须认识到由于我国地域辽阔、人口众多，以至于我国油气资源人均占有量匮乏，以及油气资源的分布和需求区域严重失衡，建设完善的石油天然气储运系统就成为了必然选择，以确保运输过程中的安全性和畅通性。目前，在油气实际运输过程中，管道腐蚀是造成油气泄露、破坏的最主要原因，因此，大力推进对运输管道的防腐工作刻不容缓。尽管目前我国油气储运技术不够完善，但是，我们已经看到，在相关管理人员和专业技术人员的共同努力下，越来越多的管道防腐新技术正在被研发或是已经投入实际生产应用中。因此，我们有理由相信我国油气管道的建设必将有更加健康稳定的发展。

参考文献

[1]周良栋，孙建波.油气储运中的管道防腐问题分析.中国石油和化工标准与质量.2010(8)：11．

[2]陈强.国内外油气管道防腐新技术发展现状.甘肃石油和化工.2010(3)：10-13．

[3]吴天一.浅谈天然气输气管道的维护与管理.化工管理，2015(20)：45．

[4]张红岩，谢宝军，张秀芳.浅谈天然气输气管道腐蚀与防护.经营管理者，2010，15：391．