长输地埋油气管道腐蚀因素与防护措施浅析

长输地埋油气管道腐蚀因素与防护措施浅析

孙志浩

中石化中原建设工程有限公司 , 河南 濮阳 457001

摘要：在社会经济快速发展下，油气资源的消耗量也逐渐增加。为了实现油气资源的高效传输和应用，需要对长输地埋的管道进行防腐，以此保证管道试压寿命，节约油气输送成本，所以，研究腐蚀因素以及防护措施具有重要的意义。

关键词：油气管道;腐蚀因素;防护

引言

由于我国油气集输管道受到不同气候、不同地区的影响，因此极易发生腐蚀。针对此种现象，国家需将油气集输管道腐蚀的防治工作重视起来，运用科学的防治手段加以修护，进而保障油气集输管道的正常运转，加快运输效率。本文主要探究油气集输管道腐蚀的防治措施以及安全检测。

1长输地埋油气管道腐蚀因素

1.1金属腐蚀

腐蚀是金属和周围的环境因化学或电化学反应而导致的破坏性侵蚀。狭义的腐蚀指金属的腐蚀。腐蚀广义上是指化学或电化学材料和环境之间的相互作用，导致材料功能破坏。钢腐蚀的基本机理图1所示。它本质是化学变化发生在一个金属的腐蚀，根本上是金属元素形成化合物的氧化。金属的腐蚀是指金属与外部周围介质发生化学变化、电化学变化或物理溶解从而产生的损坏。埋地输油管道的腐蚀有管道外腐蚀和管道内腐蚀。管道内腐蚀是由于管道输送的介质含有腐蚀性成分引起的。管道内腐蚀是管道腐蚀的主要形式大多集中在低洼积水处、气液交界面弯头等处。管道内腐蚀包括多相流的冲蚀与腐蚀和气体腐蚀。管道外腐蚀包括杂散电流腐蚀、土壤环境腐蚀、微生物腐蚀、冲刷腐蚀等。根据金属损伤基本特征，腐蚀可分为两类：整体腐蚀和局部腐蚀。

1.2输油管道的内腐蚀

油气产品含有大量的二氧化碳，溶解盐和硫化氢。在运输的过程中，和内部的管道很容易发生化学反应，尤其是在油田开发后期，由于注水开采，运输介质的含水量增加，这加剧了管道内部的腐蚀。二氧化碳腐蚀受到众多因素的影响，主要包括 CO₂ 压力、温度、pH 值、介质流速、碳酸盐垢、蜡的作用等。对 CO₂ 腐蚀产生重要影响的是 CO₂ 在水相中的热运动。油气中往往含有的硫化氢本身不会对管道造成腐蚀，但当它遇到输送介质中的水时会电离，导致管道发生电化学腐蚀反应。

1.3外壁腐蚀因素

外壁腐蚀因素主要包含海水环境和土壤环境这两类。海水环境下腐蚀的油气集输管道主要为金属管道，因为海底环境下的油气集输管道被海水浸泡时间较长，受到酸性环境与盐类物质的严重影响，容易发生电化学效应，造成金属管道腐蚀；土壤环境下的油气集输管道受到氧气、水分以及土壤有机物的影响，极易发生化学反应与物理的金属溶解反应，进而损伤油气集输管道。所以，对于油气集输管道所处环境的不同，提出科学的防治措施。

2长输地埋油气管道腐蚀因素的防护措施

2.1科学选取管道防腐材料

管道本身的材料选择是保证管道使用寿命的基础，防腐材料需要具备一定的电绝缘性，在实际使用时体现出透气性、黏合性，最重要的是在地下环境中需要有较强的耐酸碱性。在防腐材料的选取上，需要参考当地的土壤环境、油气质量，针对性地进行选择，从而使防腐材料能够更好地适应所处环境，表现出较好的防腐蚀效果。其中管道可以使用耐腐蚀的管材，降低管道的腐蚀速率，而管道附件则可以使用碳钢材料，需要注意的是，碳钢材料本身的防腐蚀能力较差，管道公司需要定期进行检测，当发现附件出现严重腐蚀时，及时进行更换。

2.2涂层保护技术

对油气管道进行防腐时，需要对防腐涂料进行质量控制，对厂家资质进行检查，严格验收原材料质量，供应商要提供防腐涂料的质量证明、合格证书等等，在保证质量的基础上还要表明材料的生产日期，在规定时间内使用。如果防腐涂料的相关材料不齐全，又或者未能说明生产日期等等，则要予以拒收。对防腐涂料进行接收之后要对其进行妥善保管，不能被太阳直射，也要做好防潮工作，远离热源等等。在涂层技术应用时，可以使用重油沥青涂层、煤焦油涂层、橡胶防腐层以及环氧煤和沥青涂层。在使用无机防腐涂层时，可以选择水泥砂浆涂层、搪瓷涂层。

2.3应用缓蚀剂

缓蚀剂的应用能有效提供较好的防腐蚀效果，并且在不增加其他设备的同时维持较为简单便捷的操作流程，整体操作见效较快。缓蚀剂的选择要结合被保护对象、腐蚀介质以及应用环境、缓蚀剂毒性等问题予以综合管控，利用现场试验筛选更加适宜的药剂。目前，较为常见的缓蚀剂是CT2-1缓蚀剂，本身属于油溶性油气井缓蚀剂，在硫化氢腐蚀和二氧化碳腐蚀环境中的缓蚀效率超过95%。为了提升缓蚀剂的应用效果，也要配合除硫剂、杀菌剂等共同操作，从而优化工艺流程和防腐蚀效果，并且严格约束监测细节，及时调整缓蚀剂添加的方案。

2.4电化学保护措施

电化学保护主要是指阴极保护技术。阴极保护装置安装在油气管道的表面，使管道结构化，电位在环境介质中负向阴极状态移动，有效地减少了电子在金属腐蚀中的迁移，起到管道防腐的作用。阴极保护措施，被认为是管道防腐的第二层防线。在实际应用中，阴极保护技术主要包括外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种类型。这两种技术主要是根据土壤的电化学特性和环境特性的实际情况选择和采用的。牺牲阳极阴极保护法不需要外接电源，操作简单，维护费用低，可以通过消耗表面的阳极保护管道不受腐蚀。

2.5优化内涂层防腐

在钢管内部进行内喷涂层，匹配衬里技术，就能有效提升油气集输管道防腐效果，其基本原理就是管道的内壁和腐蚀介质之间建立有效的隔离层，减缓腐蚀的作用。这种方式能在减少管材耗费的同时，避免较大的动力消耗对油气集输管道管理造成影响。并且，内涂层和衬里表面较为光滑，能更加便于完成管道的检测工序，及时发现缺陷问题及时补救处理。目前，针对硫化氢、二氧化碳等酸性气体较多的油气集输管道，要利用含有环氧树脂或者是聚氨酯的涂层，配合较为成熟的预处理技术。按照“预加热 → 内喷砂除锈 → 空气清扫 → 检测 →涂层固化处理 → 涂层质量检验检测 → 机器人补口处理”的流程完成相应工作。需要注意的是，在内涂层处理或者是衬管处理中，会存在针孔现象，为了避免其对内腐蚀防控产生影响，就要适当添加匹配的缓蚀剂。

2.6使用管道腐蚀检测技术

（1）人体电容法。针对管道进行防腐操作时，这种方法可以把握管道腐蚀位置，检测速度较高。不过，该种技术对操作人员具有较高要求，不仅业务能力也过关，也应该具有丰富的经验，在使用操作中，需要对检测信号选择适合的发射点位置；（2）PCM法。该方式也被称之为管中电流绘制法，针对输送管道腐蚀能够进行准确判断出管道受损位置，分析防腐层质量。

结语

影响长距离油气管道腐蚀失效的因素按方式不同可分为直接因素和间接因素。针对不同的腐蚀原因，需要选择正确的防腐方法。选择不当的腐蚀方法会造成严重后果。为了提高油气管道的使用寿命，在合理选择防腐涂层和防腐方法的同时，要加强防腐管道的运输施工和维护。为了及时准确的维修管道，在管道维护中，采用先进的计算机实时监控手段对油气管道进行实时监控。无论采用哪种防腐方法，都不是一劳永逸的。针对油气和天然气工程的特点，管道的周边环境，技术成本和防腐效果等，都是选择时应综合考虑的因素。未来的发展方向将是利用多种防腐技术，同时发展环保、高防腐效率的技术。

参考文献

[1]丁锐,姚宝慧,方孝斌.长输地埋油气管道腐蚀因素分析与防护对策探讨[J].应用化工,2019,48;No.334(12):182-187.

[2]冯继伟,杨正纲.长输地埋油气管道腐蚀因素与防护对策探讨[J].化工管理,2020,No.552(09):156-157.