浅谈石油管道腐蚀防护措施与研究

1、浅谈石油管道腐蚀防护措施与研究摘要：本文根据石油管道腐蚀与防护中常出现的基本问题，并对影响石油管道腐蚀的基本原理和因素进行了研究分析，并在此基础上提出石油管道防腐的几种常用方法和有效措施。 关键词：石油管道 腐蚀原理 防护措施 中图分类号： TU81 文献标识码： A 文章编号： 前言： 管道工程已成为石油能源运输的主要方式之一，石油能源输送管道安全是十分重要的，它决定着一个国家输送“工业血液”的战略经济能力。所以了解研究石油管道的腐蚀机理、影响因素，并对石油管道腐蚀情况采取针对有效的控制措施十分重要。 1，石油管道腐蚀因素分析 周围介质对管道的腐蚀。腐蚀介质包括如二氧化碳、各种有机硫化物和硫

2、化氢、盐、地下水、各种矿物质及氧等等。其腐蚀性强弱与腐蚀介质性质及其微生物密切相关，特别是远距离的长输石油管道涉及的腐蚀性质比较复杂，且准确评定其腐蚀性非常困难。 1.1土壤腐蚀是指埋在地下的石油管道在土壤介质影响作用下引起的腐蚀，属于电化学腐蚀，影响土壤腐蚀的因素主要有土壤电阻率、还原电位、含盐量多少、地下水与空气的含量、温度高低、酸度大小、微生物、杂散电流等等。 1.2周围介质的物理性状的影响，主要包括地下水的变化、土壤是否有水分交替变化等情况，以及是否有芦苇类的根系影响等。 1.3温度的影响，包括环境温度和管道运行期间产生的温度。温度的升高，腐蚀的速度会大大加快。温度的高低与管路敷设深度

3、有直接的关系，同时更受地域差别的影响。 1.4施工因素的影响，包括管道材料的质量合格、施工操作人员的责任心和施工技术水平等。施工时是否考虑了环境与施工因素的有机结合，根据不同的情况采取不同的措施等。 2，对于石油金属管道腐蚀机理和引起腐蚀的各种因素非常复杂，腐蚀种类方法多种，可按照腐蚀破坏形式来分，主要分以下2方面：一是均匀腐蚀，就是整个金属管道表面均匀布满腐蚀点，且这种均匀腐蚀危险性不大。二是局部性的腐蚀，就是金属管道局部或是某一部位区域部分发生腐蚀，而其他部位未发生腐蚀，这种腐蚀形式危害性大，主要表现为小孔腐蚀、斑点腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀、细菌腐蚀、垢下腐蚀等等。 3，石油管道

4、防腐措施应用 石油管道防腐措施要综合考虑管道是否具有足够的强度和良好的焊接性及韧性。对防腐的要求，应遵循“技术可行、经济合理、因地制宜”的原则，要根据不同的管道工程项目，结合具体情况综合考虑。如下几点防腐措施及方法： 3.1采用缓蚀剂 采用缓蚀剂防腐主要是利用缓蚀剂的防腐作用来达到减缓油管腐蚀的目的。其防腐效果主要与井况、缓蚀剂类型、注人周期、注人量等有关。该技术成本低，初期投资少，但工艺复杂，对生产影响较大 。因此，如果需要防护系统是由多种金属构成，单一的缓蚀剂难以满足要求，此时应当考虑缓蚀剂的复配使用。缓蚀剂有两种注入方式：(1)间歇式注入方式：将缓蚀剂自油管内注入后，必须关井一段时间后才

5、能开井(处理周期一般为2 3个月)，因此，对生产有一定的影响。(2)连续式注入方式：主要通过油套环 3.2 使用涂镀层管材 使用涂镀层油管主要是靠涂镀层隔绝油管与腐蚀介质的接触来达到防腐的效果，其防腐效果与涂层或镀层材料及工艺技术水平有关。该技术对油气井的生产影响较小，工艺简单而且成本一般不会很高。但是油管接头在加工时容易存在涂层被破坏的“漏点”，这必然会加重“漏点”处的腐蚀，对油管整体的防腐效果不利。 3.3 使用普通碳钢管材 使用普通碳钢管，并在其寿命期限内更换油管、套管、管柱。该措施须频繁更换油管，对油气井生产影响很大，但生产初期基本不增加防腐费用，这种方法比较适合开采年限较短的油气田。

6、 3.4 使用耐蚀合金钢管材 该类管材主要依靠自身的耐腐蚀性能抵抗CO2腐蚀。此类管材在其有效期内，无需其它配套措施，对油气井生产作业无影响，且工艺最简单，但初期投资很大。目前世界上许多国家如阿根廷、日本、挪威等都在研制价格便宜、防腐效果好的合金钢油气管材，国内宝山钢铁有限公司也在研制这类管材。文 3.5使用玻璃钢或塑料管材 玻璃钢管道在国外已得到广泛使用，如中东地区的输水及输油管道全部采用玻璃钢，在日本大口径的输液管以及与水相关的管道已占到25。目前国内玻璃钢管应用不多，但已有不少单位在进行该方面的工作。塑料管材不仅耐腐蚀，而且制造工艺简单，有利于环保，是一种有发展前途的新型油田用管。目前使

7、用最多的是聚乙烯管材，如加内衬钢管、强力聚乙烯管。 3.6采取阴极保护 油田输油管道腐蚀大多数都是电化学腐蚀。且油气本身含有氧化性物质，如含水、H2S及CO2等酸性气体可造成类似原电池的电化学反应和破坏金属晶格的化学反应，也可造成管道内壁的腐蚀。对石油地下管道设备可以采用阴极保护法来提高其抗腐蚀能力。阴极保护有两种方法：(1)牺牲阳极法：将被保护金属和一种可以提供保护电流的金属或合金(即牺牲阳极)相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率。(2)强制电流保护法：将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率。如从表现出阳极区和阴极区，形成腐蚀的微观电池或宏观电池，最常见有： （

8、1）二氧化碳腐蚀大气中的二氧化碳在大气中不对管线形成腐蚀，当管线中有游离水时，二氧化碳溶于水生成碳酸形成腐蚀： Fe+H2CO3FeCO3+H2 阳极反应 H2CO3 H+HCO3- 2H+2eH2 阴极反应FeFe2-+2e （2）氧腐蚀原理氧腐蚀是最普通的腐蚀，凡有空气，水蒸气存在的地方都会发生氧腐蚀。 阳极反应Fe - 2eFe2+ 阴极反应O2+2H2O+4e4OH- 腐蚀过程中，氧和水化合物形成铁锈，氧腐蚀速率主要受氧溶于水的含量影响。 以上阴极保护方法，主要是利用牺牲阳极的方式来保护 (一般用于保护套管)免受腐蚀，但其操作工艺复杂，方案设计时所需基本参数要求准确，且易受现场环境影响

9、，很难达到最佳的防腐效果，作业成本也较高。所以管道外防腐绝缘层与阴极保护的联合使用是最经济、最合理的防腐措施，如燕山石化公司对埋地管道采用防腐涂层结合牺牲阳极的阴极保护法，对管道的防腐起到了良好的效果。 3.7根据石油管线施工外部条件环境，包括土壤腐蚀性、周围介质的物理化学性质、温度、环境与施工条件等，如在沼泽、水网地带，可选择煤焦油瓷器或抗冲击性好的3PE，3PE等具有良好憎水性、抗水性的材料；热输管线选择FBE等具有较强耐温性能的材料。 3.8加强对石油管道工程的质量检测，并建立管道腐蚀防护质量评估体系，及时了解掌握地质情况和环境条件，管道腐蚀防腐性能对工程质量影响作用。还要对在管道工程设

10、计过程中的土壤状况、防腐涂层的各种电化学指标以及腐蚀情况时行定期监测等。 3.9对于腐蚀环境复杂，可以采取的重点部位重点防护，弯头均采用的喷铀弯头，在穿越沟渠河河流部分采用的环氧粉末防腐。虽然这样不能减缓管线均匀腐蚀，但是减轻了局部腐蚀，大大减少自然腐蚀穿孔几率。 4.0对于管道建在含水量高区域内，石油管道线可采取HDPE内衬技术，目前该技术已成功运用过，为施工质量的安全提供了保障。 结论 随着经济的发展，国家对石油管道建设及石油管道防腐安全方面越来越重视。因此，我们要积极推广应用成熟的管道防腐技术水平、加强质量控制，严格进行生产、加强科研的投入，积极开拓符合油田国情的新技术；总结石油管道防腐技术的应用状况和现实问题，并有计划地实施管道的腐蚀检测，完善管理运