油气储存与输送过程中的腐蚀与防护措施研究

油气储存与输送过程中的腐蚀与防护措施研究

刘冲

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摘 要：腐蚀是材料和周围环境发生化学或电化学反应而引起的种消损破坏，自然环境会造成材料的腐蚀。近年发生的一系列自然灾害和安全事故，都实实在在地证明了腐蚀和腐蚀隐患是这些事故的主要原因，腐蚀引起了世界各国的高度重视。本文将展开对油气储运管道防腐的问题展开分析，希望可以对相关人员一些建议。

关键词：油气储运；管道问题；防腐问题

一、油气管道腐蚀问题

（一）外部环境

影响油气储运管理腐蚀中，最重要的一个原因在于外部环境。因为管道所处的地方不是海洋中就是深埋地下，如果外部环境发生变化，则会直接对管道的抗腐蚀性产生严重的影响。比如外部环境的温度变化等。在使用管道之前，工作人员应当提前做好准备工作，要对外部环境引起重视，但是由于对地下环境中的管理不当，出现管道腐蚀等问题也是普遍存在的。管道腐蚀程度会随着当外部环境中的温度升高而产生恶化，将会增大腐蚀面积，此外，在一段时间之内，管道外部介质也会产生相应的变化，这种变化依然会直接影响到管道腐蚀程度。外部介质主要包括了地下水位、土壤水分变化等，因此要及时做好监控工作，全方位掌握外部环境的变化对管道腐蚀带来的影响，进而控制腐蚀程度。

（二）施工因素

施工原因导致管道出现腐蚀问题的另外一个主要原因是施工因素。施工过程中材料的选择，施工人员技术水平、材料质量、管理方面这些都将会直接影响到管道腐蚀的程度。在施工中如果出现上述问题，则会降低管道的抗腐蚀性，由于油气储运管道是国家重点工程，因此施工单位的选择以及质量、材料等方面都是良好的，只要做好管理监督工作，按照规定程序进行施工，对管道的抗腐蚀性将会有一定的提高作用。

（三）防腐因素

有关研究调查证明，就目前技术条件而言，管道防腐层失去效果是储运管道腐蚀问题的发生以及恶化的主要原因。因此，在管道防腐工作当中，要对管道所采取的防腐措施引起高度重视，结合管道腐蚀原因进行综合考虑，在防腐工作中加强预防油气管道，防止防腐层脱离。

二、管道腐蚀的原因

管道内壁腐蚀金属管道内壁因输送介质的作用而产生的腐蚀。主要有水腐蚀和介质腐蚀。水腐蚀指输送介质中的游离水，在管壁上生成亲水膜，由此形成原电池条件而产生的电化学腐蚀。介质腐蚀指游离水以外的其他有害杂质（如二氧化碳、硫化氢等）直接与管道金属作用产生的化学腐蚀长输管道内壁一般同时存在着上述两种腐蚀过程。特别是在管道弯头、低洼积水处和气液交界面，由于电化学腐蚀异常强烈，管壁大面积减薄或形成一系列腐蚀深坑。这些深坑是管道易于内腐蚀穿孔的地方

管道外壁腐蚀视管道所处环境而异。架空管道易受大气腐蚀；土壤或水环境中的管道，则易受土壤腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。

(1).大气腐蚀。大气中含有水蒸气会在金属表面冷凝形成水膜这种水膜由于溶解了空气中的气体及其他杂质，可起到电解液的作用，使金属表面发生电化学腐蚀。影响大气腐蚀的自然因素除污染物外，还有气候条件。在非潮湿环境中，很多污染物几乎没有腐蚀效应。如果相对湿度超过 80%，腐蚀速度会迅速上升。因此，敷设在地沟中的管道或潮湿环境的架空管道表面极易锈蚀。

(2)，土壤腐蚀。土壤颗粒间充满空气、水和各种盐类，使它具有电解质的特征。管道金属在土壤电解质溶液中构成多种腐蚀电池。

细菌腐蚀。也称微生物腐蚀。参与管道土壤腐蚀过程的细菌通常有硫酸盐还原菌、氧化菌、铁细菌、硝酸盐还原菌等

三、管道腐蚀问题的解决措施

（一）防腐层技术的利用

我国钢质管道外防腐层材料和制造应用技术主要经历了石油沥青、煤焦油沥青、煤焦油瓷漆、胶带、夹克、液体环氧涂料、挤压聚乙烯（2PE)、熔结环氧粉末（FBE)、三层聚乙烯（3PE）等发展过程。目前，我国管道防腐层材料生产制造基本实现了标准化，并不断有新品出现，近年来新建的埋地油气输送管道的外防腐层结构根据输送介质温度和施工条件的不同，主要采用熔结环氧粉末（FBE)、(3PP)、(DPS）和三层聚乙烯（3PE）防腐技术并使用阴极保护技术。为了解决管道腐蚀问题，我国目前有专门的防腐层技术来针对管道问题。防腐层技术的效果良好，技术也逐渐较为成熟，煤焦油磁漆、熔结环氧粉末等是我国常用的一种防腐层技术，此外，3PE防腐技术也是一种效果非常好而且比较受欢迎的一种防腐层技术，3PE 防腐技术能够适应储运管道变化，还能够适用管道间距的问题。施工操作较为简单。3PE 的底层为熔结环氧粉末防腐蚀层，中间层为聚乙烯共聚物热熔胶粘剂，面层为聚乙烯专用料保护层。上述三种材料构成的钢管防腐蚀结构层称为 3PE 防腐，压力管道元件行业称之为“聚烯烃防腐蚀（3PE) 管道”3PE 防腐是目前世界范围内广泛采用的钢质管道涂层体系，是我国输油、输气、输水大型管道工程和市政工程的首选防腐蚀结构，西气东输、西南成品油等重大工程全部使用了 3PE 防腐。

（二）防腐层技术结合阴极保护

为了促进防腐效果的提升，对防腐层技术进行充分利用的基础上，还要利用应急保护技术，能够得到非常好的效果阴极保护原理为电化学腐蚀，电化学保护技术非常 见，比较于早期保护技术，有很大的区别。以往的保护技术只是能够单纯地起到防腐保护作用，并没有对管道中的氧化反应进行考虑，阴极保护技术则充分考虑了这些因素，从而获得的防腐保护效果非常好，延长了管道使用年限。内壁防腐涂层：为了防止管内腐蚀、降低摩擦阻力、提高运输量而涂于管子内壁的薄膜。常用的涂料有胺固化环氧树脂和聚酯胺环氧树脂，涂层厚度为 0.038～0.2毫米。为保证涂层与管壁黏结牢固，必须对管内壁进行表面处理。70 年代以来趋向于管内、外壁涂层选用相同的材料，以便管内、外壁的涂敷同时进行。

（三）内部防腐

随着人们的不断研究和发现，化学物质是构成油气的主要成分，其中二氧化碳以及相关腐蚀性较强的化学物质占有很大比例，故认为除了避免外部对油气储运管道造成腐蚀之外，更需要加强防止内部油气对管道产生的腐蚀情况。所以研发并合理使用内部防腐技术就变得尤为重要，严重地油气内部腐蚀将对油气储运产生很大的不良影响，造成不可挽回的损失，特别是针对管道里相对薄弱位置，当腐蚀达到一定程度后则会让管道发生开裂。现如今我国也正在不断研发更新、效果更强的内部防腐措施技术，当前缓蚀试剂是常用的防腐技术，通过现有的防腐技术将其涂抹于较为薄弱处。为进一步详细了解和掌握油气储运管道受腐蚀的情况，同时还要安装监控系统，当腐蚀程度超过管道的承受力后便需要及时采取相关的处理措施，降低恶化程度，挽回不必要的损失。

结语

从本次研究中可看出，探讨油气储运防腐蚀问题至关重要，这对储运质量和管道的寿命产生直接关系，随着我国对该方面研究的不断深入以及对防腐技术的不断研发，油气储运管道抗腐蚀的性能将会得到进一步提升。

参考文献

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[2]李琳.油气储运工程中安全环保管理工作探析[J].化学工程与装备,2020(02):218+220.

[3]梁泰然.讨论油气储运中的管道腐蚀问题[J].化工管理,2014(32):186.