油气管道的腐蚀与防护技术研究

1、    油气管道的腐蚀与防护技术研究    佟吉亮摘要：石油、天然气是工业生产、人们生活中不可或缺的重要资源，为促进我国工业化水平的提高、社会经济的发展做出了重要的贡献。管道运输是石油、天然气的主要运输方式之一，但在油气管道运行中，容易发生腐蚀问题，导致油气管道出现薄弱点、穿孔，引起油气泄露，导致油气资源的浪费、生态环境的污染，还容易引发火灾、爆炸等安全事故，威胁人们的生命财产安全，造成社会负面舆论。基于此，必须高度重视油气管道腐蚀问题，并要加大对防护技术的研究与应用。关键词：油气管道;腐蚀;防护技术：tq028 ：a引言我国国民经济的迅速发展

2、，推动了我国石油行业的发展。目前我国石油天然气产量不断增加，并且伴随着中俄管道、中缅管道的建成投产，在一定程度上促进了输气管道的发展。在油气开发中，油气管道已经成为其中至关重要的设备。与水、陆等运输方式相比，管道运输具有众多的优点，如运输量较大、便于管理、安全可靠等。但也存在着一定的局限性，如面临着内外介质的腐蚀作用，所以存在着一定的安全风险。近些年来，由于油气管道遭到了腐蚀继而造成油气泄漏以及燃烧、爆炸等事故的情况经常出现，对我国社会造成了较大的危害。基于此，围绕油气管道的腐蚀与防护技术进行研究具有重要的现实意义。1油气管道腐蚀因素分析1.1土壤腐蚀土壤腐蚀是油气管道外部腐蚀的主要诱因。土壤

3、是由固相、液相和气相组成的复杂系统，并有多种微生物伴生。土壤具有不均匀性、胶体性、导电性和多孔性等特性，电化学腐蚀是土壤的对油气管道的主要腐蚀形式。由于输送管道通常跨越的地域较广，涉及不同的土壤类型，导致土壤对管道的腐蚀速度和程度也不尽相同，而腐蚀的不均匀性会加剧管道的腐蚀程度。1.2杂散电流腐蚀杂散电流腐蚀的定义是：由于正常电路漏电或没有按照设计路径流动而产生的意外电流对金属产生的电解腐蚀。根据标准可将杂散电流的来源分为5类：直流电气设备;外部结构物的电池电流或等化电流;阳极阵列附近的等效电流;阴极保护系统的保护电流。杂散电流的腐蚀特点有：电流强度大。与土壤中几十毫安的自然腐蚀电流相比，杂散

4、电流最大可达上百安培;随机性强且腐蚀范围大。杂散电流通常会从管道阻抗最小的位置流入土壤或集中于管道有缺陷的部位，导致局部位置的严重腐蚀。1.3输送介质腐蚀油气管线输送的石油和天然气等介质通常含有二氧化碳、硫化氢、溶解盐和水等易产生腐蚀的物质。二氧化碳溶于水后会生成碳酸，具有较强的腐蚀性，使金属管道发生电解质腐蚀;干燥的硫化氢没有腐蚀性，但硫化氢与水接触后会对油气管道产生严重的腐蚀，硫化氢腐蚀的主要类型为电化学腐蚀、氢脆和氢裂;盐类溶于水中后释放的氯离子、硫酸根离子是主要的腐蚀来源，不同的溶解盐对管道的腐蚀速率不同;含水量对管道的腐蚀影响非常重要，通常含水量与腐蚀速率成正比。水的存在是产生二氧化

5、碳和硫化氢腐蚀的先决条件。当含水量小于30%时，输送介质一般为油包水状态，水为内向，对管线内壁的润湿作用较小，腐蚀也较小;当水含量低于20%时，水相完全被包裹在油相中，几乎没有腐蚀发生;当水相超过45%时，输送介质会成为水包油状态，此时水相对管线的润湿作用加强，腐蚀大幅度加剧。因此通常将30%作为水相能否产生腐蚀的临界值。2油气管道腐蚀的防护技术2.1在油气管道表面涂刷保护层为避免油气管道外腐蚀问题的出现，可以灵活利用各种手段，在管道表面涂刷保护层，避免油气管道直接接触腐蚀性物质。将防腐材料涂抹在油气管道上，经过固化之后，转变为防腐膜，从而与金属管道有机结合起来，便会避免周围环境中的各种腐蚀性

6、因素与油气管道直接接触，有利于避免电化学反应，大幅度降低油气管道的腐蚀速率。首先，氧化处理保护。也就是将nano2和naoh的混合溶液涂刷在油气管道的表面，经过加热处理之后，形成保护层，氧化膜的润滑性、弹性均比较好，不会影响油气管道的正常运行，还可以达到理想的防腐效果。其次，磷化处理保护。将油气管道表面处理干净之后，涂刷磷酸盐溶液，便会在油气管道表面形成一层保护膜。最后，非金属涂层。在油气管道表面喷涂各种塑料液体，不仅美观度较好，还可以达到理想的防腐效果。2.2阴极保护技术所谓阴极保护，其主要原理是将整个金属表面进行转化，将其转化为阴极，也就是将外加电流通向被保护的设备，这样一来，便不会有电流

7、从金属表面流出。该技术通常有以下几种方法：（1）牺牲阳极法。该方法将保护金属和一种提供保护电流的金属相连，这样就可以使被保护体极化，能够使腐蚀的速率有所降低。（2）强制电流保护法。这种方法是将被保护金属与外加电源负极相连，发挥外部电流的作用，由它来提供保护电流，以达到降低腐蚀速率的方法。运用阴极保护技术之时，有一定的条件限制，要有足够的电流流向阳极部位，这样就能够使自然腐蚀电流得到大幅降低。另外，还需要避免出现电流过大继而导致涂层脱落的情况发生。2.3运用耐蚀材料进行防腐耐腐蚀性管材的品种较为繁多，以输送介质以及环境要求为依据，在管材设计过程中，需要对材质进行科学的选择，这样可以使腐蚀情况的出

8、现得到抑制。耐蚀材料不仅仅是有锗合金以及钛合金这种较为昂贵的材料，还有许多高分子应用技术可供选择。如，采用工程级聚丙烯等高分子作为复合管内壁的防腐塑料管材，采用玻璃纤维来提升塑料制成的热塑性玻璃钢等。另外，还有一些其他种类的复合管，例如，衬管采用耐合金材料管材，基管采用碳钢生产的双金属复合管，这样都有着不错的耐蚀性能。2.4gis技术在腐蚀防护系统的应用gis是一种视觉理念，它以图形的形式显示具有地理坐标的复杂管道、设备数据等，并以简单明了的方式浏览数据信息。gis技术用于以“地图”的形式呈现设备管道分布，并通过gis地图形式显示各种流程图。设备管道腐蚀的统计分析信息显示在地图的关键点上，用鼠

9、标可以轻松操作。获得所需的位置和状态信息可为有效的腐蚀管理创造条件，这是未来的设计理念之一。2.5化学防腐技术缓蚀剂，当其以适当的浓度或者形式存在于环境之中时，它能够起到减缓腐蚀的化学物质的这一作用。如果根据作用机理来对缓蚀剂进行划分，那么可以将其分为以下几种类型：阴极型、阳极型、混合型等。如果按照其所形成的保护膜的特征来进行划分，则可以将其分为以下几种类型：沉淀模型、吸附膜型、氧化膜型等。在对缓蚀剂进行使用时，有两种注入方式，一种是连续式的注入;另一种是间歇式的注入。另外，为了使各类药剂效果得到充分的发挥，还需要对系统进行定期的清洗，对设备表面所存在的污垢进行清洗，促使缓蚀剂能够与腐蚀点进行充分的接触，从而使缓蚀的效果得到有效的保证。结束语综上所述，油气管道的腐蚀主要因素有土壤腐蚀、杂散电流腐蚀和输送介质腐蚀，在实际生产中往往是几种腐蚀兼而有之。常见的防腐措施包括：使用缓蚀剂、使用涂层管材、使用耐腐蚀合金管材、使用非金属管材和阴极保护等方法，但上述方法均有各自的优点和不足。在实际生产施工过程中应该综合考虑地质条件、输送介质、工程预算等多方面情况，选择最经济有效的防腐技术。参考文献：1 马钢，李俊飞，戴政，等.海底油气管道腐蚀及防护研究j.石油化工腐蚀与防护，2019，36（01）：1