油气管道腐蚀因素及防腐措施的研究

油气管道腐蚀因素及防腐措施的研究

朱燕林 ,曾澜

国家管网集团联合管道有限责任公司西气东输分公司 上海市  200000

摘要：油气管道的建设，有助于石油与天然气输送成效的提升，为人们的日常生活提供便利，为生产工作的进行提供便利，促进我国经济运转效率的提升。因此，我国愈加注重对油气管道的检查与维护，引进更为先进的腐蚀检测技术，提升腐蚀问题检测成效，及时确认腐蚀区域与大小，为相应处理措施的开展奠定基础。同时，相关单位在进行油气管道建设时，应构建相应的防腐策略，优化管道防腐性能，延长其使用年限，提升油气输送质量。

关键词：油气管道；腐蚀因素；防腐措施

1油气管道腐蚀类型

经过研究表明，我国油气管道有一定的平均使用寿命，如果超出年限，在油气管道当中就会出现腐蚀的情况。油气管道的材料与油气管道的腐蚀存在直接联系。油气管道发生腐蚀最主要的因素就是由于管道当中的成分和空气当中的成分发生反应。油气管道腐蚀可以分为几种不同的类型，包括土壤腐蚀和H2S腐蚀，其中土壤腐蚀主要是由于油气管道长期埋在地下，受到土壤环境的影响和制约从而发生腐蚀情况。H2S腐蚀是一种弱酸，在一定酸性条件下，就会使管道发生腐蚀。化学腐蚀指的是非电解质与金属表面发生接触从而产生化学反应。金属表面如果发生化学腐蚀，那么氧化剂之间会相互传递电子，但是并不会产生电流。化学腐蚀主要包括非电解质溶液腐蚀和气体腐蚀。其中气体腐蚀主要指的是在干燥的气体当中金属发生腐蚀的情况，例如在氧气切割过程中金属的表面会生成氧化皮。非电解质溶液腐蚀指的是金属在一定液体当中出现腐蚀的情况，例如苯液体或者汽油。电解质和金属之间发生化学反应会导致油气管道遭到破坏，将其称之为电化学腐蚀。在这种化学反应当中必须要包括两种，一种为阴极反应；另一种为阳极反应。所谓阳极反应指的就是氧化反应，是金属原子的转移过程。而阴极反应指的是还原反应，是氧化剂还原的过程。

2提升油气管道防腐能力的措施

2.1防腐涂层技术

管道防腐涂料是指用涂料均匀致密地涂敷在除锈后的金属管道表面上，使其与各种腐蚀性介质隔绝，这是管道防腐最基本的方法之一。（1）常规涂层技术。海上油气管道以碳钢为主，这里主要针对碳钢的涂层进行总结。这里推荐使用环氧类保护性涂层，其在海洋及高温环境中适用性更好。（2）环氧玻璃钢防腐。无溶剂改性环氧玻璃钢是由无碱、无蜡的玻璃丝布和改性无溶剂环氧组成。防腐层结构分为一布三油（底漆-胶粘剂-玻璃布-胶粘剂）和两布四油（底漆-胶粘剂-玻璃布-胶粘剂-玻璃布-胶粘剂）。这种方法施工复杂，成本较高，但是效果很好，密封性和防腐性很强，寿命长。（3）一种液态聚氨酯成分的防腐涂料。聚氨酯成分的防腐涂料（PU）是一种双组份涂料，是由多元醇化合物和异氰酸酯溶液构成，用相对分子质量较低的树脂来调节黏度。其通常是一种不含有任何挥发性溶剂的液态，当两种组分完全混合后就可以转化为固体厚膜型涂料；其不仅能够涂刷，还可以喷涂，一次成膜，且成膜较好，即使低温条件下也能快速转为固体。液态聚氨脂防腐涂料性能优越，具有与熔接环氧粉末和三层聚乙烯黏结的能力，化学稳定性较好，适用温度范围较广，可以在不同的腐蚀环境中应用，最大程度上来降低装卸或运输中的损伤。PU的硬度较高，且还有耐磨、耐划伤、抗阴极剥离能力较好等特点，此外还具备一定的韧性和吸水率，即使由于使用时间较长而失效后，还能够导通阴极保护电流，达到保护管体的作用。另外其可以抵抗紫外线，具备使用时间长、制造成本低、不污染环境等特点。（4）一种无机非金属材质的防腐层。有机涂层防腐能力虽然较好，但易老化变质和耐热抗寒较差的问题是不可避免的，因此会对管道的寿命有一定的影响。为了有效解决上述问题，研究和发展了无机防腐蚀技术。目前的无机非金属防腐层主要有3种：①搪瓷涂层，具有优异的耐腐蚀能力。②陶瓷涂层，化学稳定性极好，不仅耐腐蚀和耐氧化，还具有耐高温的能力。③玻璃涂层，致密性、耐腐蚀性和耐磨性能卓越，涂层表面非常光滑，用于内涂层可起到防腐和减少运输阻力的作用，提升运输效率。虽然无机涂层相较于有机涂层存在性能优异的方面，但依然存在一些迫切需解决的问题，比如如何处理陶瓷涂层中的封孔，如何降低较高的搪瓷涂层成本以及如何提高玻璃涂层的结合型和韧性等。

2.2缓蚀剂技术

添加缓蚀剂是控制管道MIC和垢下腐蚀等引起的内腐蚀的最直接，方便，有效的方法。缓蚀剂通过物理或化学的吸附作用附着在金属表面，使金属表面的电荷状态和界面性质趋于稳定，从而增加腐蚀反应的活化能，使腐蚀速度减慢。缓蚀剂上的非极性基团，通过附着于金属表面形成疏水的保护层，阻碍引发腐蚀的电荷或物质的转移，从而减小腐蚀速度。针对酸性气体和强酸弱碱盐而引起的腐蚀，可使用酸性介质缓蚀剂抑制腐蚀。缓蚀剂与酸性介质电离出的H+形成共轭点对吸附于金属表面，使其表面带正电，从而排斥引起腐蚀的H+，减缓腐蚀情况。

2.3阴极保护技术

阴极保护技术是油气集输管道常用的防腐保护技术，主要包括强制电流技术和牺牲阳极保护技术两种方式。然而，由于油气集输管道内部空间相对狭窄且密封性较强，阴极保护技术的应用可能存在一定的空间和局限性。 为了改善这个问题，需要优化阴极保护技术的设计和应用。一方面，需要妥善处理阴极保护技术应用过程中产生的氢气和氧气，以确保应用的安全性。另一方面，还需要营造良好的管道内部环境，提高阴极保护技术的效果。 通过优化设计和应用阴极保护技术，可以提高油气集输管道运行的安全性和稳定性。同时，还可以减少管道的腐蚀问题，延长使用寿命，并降低维护成本。因此，优化阴极保护技术的设计和应用对于油气集输管道的运行至关重要。

2.4油气管道新技术

随着经济的迅猛发展和科技的不断进步，先进的科学技术在各个行业中发挥了重要的推动作用。在油气集输管道运输中，信息化发展与科学技术的应用可以加强对油气技术的管理，并应用新技术来进行油气集输管道的防腐处理。新技术有助于准确掌握油气资源传输过程中的数据和信息，为管理人员提供全面的数据支持。通过完善的数据系统，管理人员可以从动力系统角度出发，利用新型变频油水泵和自动化的操作系统，减少人为操作失误，避免油气集输管道运输中的问题，并保障油气集输管道的安全应用。这些措施还能保护管道内壁并减少腐蚀问题的发生率。

3结语

综上所述，当前油气管道的普及范围逐渐增加，腐蚀检测工作的难度随之提升，所承担的任务量越来越多，使得相关单位愈加注重对先进检测技术的利用，在提升腐蚀检测效率的同时，提升腐蚀部位定位的精确性，加强对腐蚀深度与尺寸了解，促进相应处理措施的优化，提升管道腐蚀处理成效，使得管道以最快的速度恢复运行。同时，应构建相应的防腐措施，加大该措施的实施力度，优化管道防腐性能，推动其使用时间的延长，提升油气管道运行效率。

参考文献

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