埋地石油集输管道防腐蚀技术研究

埋地石油集输管道防腐蚀技术研究

段子鹏1,高帅2,朱洪涛3

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摘要：当前，石油行业迅猛发展，石油在生产生活中应用的广泛程度不断提升，石油储运管道建设数量不断增加，由于石油运输和储运过程中，最重要的运输工具就是储运管道，所以确保储运管道运行安全稳定十分关键，这就需要加强储运管道腐蚀的重视程度，加强防腐干预，以延缓管道腐蚀速度，减少腐蚀现象，确保石油资源的运输安全。

关键词：石油管道；化工防腐；安全技术

引言

随着我国石油化工行业的发展，规模逐渐扩大，涉及范围越来越广，使化工管道设计的构建和生产变得更加困难，因此，必须对整个石油化工系统进行全面优化。石油化工管道作为系统运行中不可或缺的一部分，必须加强管控力度，首先要做好设计管理工作，使石油化工管道方案更加协同合理，以达到可行性和合规性。在石油化工管道设计中，应当全面考虑各种影响因素，以便制定出最佳的解决方案，从而提升管道设计的效果。

1 石油管道腐蚀干预的重要意义

分析石油管道的应用情况，大多数的石油管道均由钢材制作。而由于石油自身中含有非常多的硫化物质，所以经常会与石油管道产生化学反应，从而导致石油管道腐蚀。由于石油管道中含有含量丰富的铁元素，铁元素自身具有活泼的化学性质。其极易与其他介质产生化学反应，所以在石油管道与石油接触以后，将会产生一定的化学反应，导致管道内壁受到不同程度的损伤，且随着管道应用时间的延长，管道使用周期的增加，导致其使用次数不断提升，受到的腐蚀也会更加严重。由于外界的温度和环境会一直处于一种变化的情况下，所以管道表面也经常会形成一定的腐蚀问题。长期受到腐蚀的管道应用安全程度会受到不利影响，腐蚀后的管道极易出现管道变形、管道损坏或者管道泄漏的问题，严重影响使用，影响石油整体运输质量，甚至会导致环境污染，严重情况下，会威胁周边居民的生命财产安全，所以，开展石油管道防腐蚀干预十分关键。

2 石油管道腐蚀因素分析

2.1防腐层失效

对国内外管道腐蚀问题和相关原因进行了研究，从相关的研究结果和研究的数据来看，管道之所以会出现腐蚀的情况，很大一部分原因是防腐层失效，从而使石油管道运输过程中进入了一些有害化学物质，这些化学物质出现化学反应之后，就会造成管道腐蚀。管道使用一段时间之后，石油运输管道的使用到了一定的程度，防护层和管道就会出现分离，两者在某些层面上形成了一定程度的间隙。一旦出现这种情况之后，防腐层就不会对管道再起到有效的保护作用，一些化学物质流入时就会直接透过防腐层侵入到管道的内壁，防腐层不会再保护运输管道，管道就会受到各种因素的侵蚀，一段时间之后，就会导致管道腐蚀的情况越来越严重，从而严重影响管道的正常使用。

2.2物理损伤

管道运输中出现的低温脆性断裂和高温破坏都是由于石油管道的物理损伤导致的。当管路物料工作温度小于脆性转变温度时，它们的冲击强度会显著降低，甚至可能出现脆性破裂。此外，在高温条件下，管线材料的性质也会产生一系列改变，如蠕变损坏、碳钢石墨化和脆化等，这些改变均会造成管道材料的脆性和性能下降。由于金属材料容易受到温度变化和交变荷载的影响，产生劳损、扭曲、磨损和裂纹等现象，严重影响石油化工管线的安全性。

2.3高温潮湿的腐蚀环境

在潮湿环境中，石油管道表面易附着尘积盐类，同时还会发生温差电池腐蚀现象，导致腐蚀加快。另外随着压力的不断升高，其内部液体或气体将可能从砂眼或缝隙等管道薄弱处溢出，将砂眼不断扩大或缝隙不断延伸，最终出现管道腐蚀穿孔等情况，导致环境污染或发生恶劣事故。

3埋地石油集输管道防腐蚀技术

3.1应用内涂层及衬里防腐技术

内涂层防腐技术是指在管道内壁和腐蚀介质之间喷涂隔离层，以此来达到防腐功能。衬里防腐技术是在不同的介质条件下，在金属设备以及管道内衬金属或者非金属材料，将金属表面与工艺介质隔离开来，从而达到防腐效果。对于温度、压力较高的地方，需要衬耐腐蚀金属，如不锈钢、钛、铜等。此外，玻璃钢复合材料也经常用于内衬防腐技术当中，它凭借着自身拥有玻璃钢的耐腐蚀性能和钢管的强度，经常被应用在温度和压力较高的石油集输管道，例如，国内已知的胜利油田就是利用该项技术来进行防腐措施的。内涂层及衬里防腐技术能够有效地防止内腐蚀，因此它被广泛应用于石油集输管道。这样不仅能够有效防止石油管道的腐蚀，避免管道材料的浪费，减少管道的维护费用，而且能够大幅提升石油运输效率，减少对管道的清洗次数，大大节约成本，提高经济效益。

3.2一种电化学防腐技术

电化学腐蚀是油田生产中存在的主要腐蚀方式。对于该类型腐蚀，油田科研人员采取相对应的防腐技术来对管道进行防护。电化学保护技术是通过采用外部附加电流来改变金属或合金材料的腐蚀电位，进而降低设备腐蚀率的一种防腐技术。（1）牺牲阳极法。即通过接上偶接电位更负的金属（包含合金）作为阳极在被保护体上，该材料具有比保护体更强的金属活泼性，其在腐蚀介质中优先腐蚀，不断产生阴极电流，进而使保护体阴极极化进而减缓腐蚀。该系统由牺牲阳极和参比电极组成。另外，牺牲阳极法的另一种方法是阳极性金属镀层，即通过热镀和喷镀等方法在被保护的金属表面覆盖一层金属涂层，其电位比基体金属电位更负。当金属镀层出现破损时，其基体金属和镀层之间在潮湿环境或溶液中便可以形成原电池，镀层由于电位更负，作为了阳极，进而使金属的破损部位受到了阴极保护。（2）原电池法。原电池法是将被保护体偶接到电位更正的金属或其他导体(阴极)，由于原电池反应所产生的电流可使被保护体阳极得到极化进而得到保护，减缓了腐蚀情况。

3.3石油管道防腐层以及阴极保护技术

在石油资源的储运工作中，对于深埋于地下的石油管道设备采用的防腐技术通常为阴极保护技术与涂层防腐技术之间的相互融合，发挥两种防腐技术之间的优势互补效应。目前，我国国内大多数石油管道工程中采用阴极保护技术以及涂层防腐保护技术之间联合应用的情况十分普遍，这种联合防腐技术的应用效果十分显著。阴极保护技术联合涂层防腐保护技术，结合了涂抹技术以及覆盖技术，其中，又可以将阴极保护技术划分为排流保护技术、牺牲阳极保护技术、附加电极保护技术等类型。阴极保护技术对于深埋于地下的石油储运管道设备具有较强的防电化学腐蚀效果。在阴极保护系统中，保护系统中处在阳极的电池能够产生较强的化学反应，而石油管道设备属于金属设备，这些金属设备在阴极保护作用下，通过牺牲阳极能够有效地抑制土壤与石油运输管道产生的电化学效应。除此之外，通过牺牲阳极技术以及牺牲外加源技术，还能够深埋于地下的石油储运管道设备负电位效应有所增强，从而达到有效的防腐蚀效果。

结束语

综上所述，在石油的运输过程中，石油管道可能会发生外腐蚀和内腐蚀这些问题，进而影响到石油的安全输送，造成国家经济损失。因此我们要重视石油管道的腐蚀问题，定期对石油管道进行检查、维修、保养，通过应用涂层技术、阴极保护技术、缓蚀剂技术这些措施来解决管道的腐蚀问题，以此来保证石油的安全输送，保障国家的经济利益。

参考文献

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