油气储运管道防腐问题研究与分析

【摘要】管道防腐是油气储运过程中需要重点注意的问题和难题，本文概述了油气储运管道腐蚀的三方面主要成因，介绍了目前国内油气储运管道的防腐发展现状以及出现的主要问题，并针对这些问题进行了相应的分析，提出了几点对策。

【关键词】油气储运 防腐 研究 分析

能源是社会经济发展的源动力，关乎着世界各国经济的兴衰。随着社会的进步，科技的发展，人们生活水平的提高，人们对于能源的依赖程度也越来越高，能源的消耗量也日益增多。目前，各国都在不断的加大能源生产或进口规模。据统计，目前全世界2/3的油气是通过管道储存运输的，因此油气管道的腐蚀问题直接决定着油气的运输效率与成本。那么，到底何为腐蚀？金属材料表面由于受到周围介质的作用而发生的状态变化，从而使金属材料遭受破坏的现象称为腐蚀。根据美国工业统计资料，1990年由于腐蚀造成的直接损失就已经达到近10亿美元，可以说在今天这样一个以钢铁产业作为支柱产业的时代里，腐蚀问题是当前最重要的研究课题之一，谁掌握了先进的防腐技术就等于为国家的钢铁产能贡献了十分重要的一份力量。也正是这个原因，管道防腐问题也成为了时下最急于突破和解决的课题之一。

1 油气管道腐蚀成因分析

（1）管道内因。管道内输送的油气本身具有一定的腐蚀性、氧化性，如大部油气中所含的二氧化硫、二氧化碳、硫化氢等酸性气体，他们均会与金属管壁发生电化学反应，从而使油气管道出现腐蚀的现象。

（2）管道外因。油气管道会因外部所处环境而受到不同程度的腐蚀。例如：管道周围介质会对管道进行腐蚀，深埋管道中的土壤（尤其以酸性土壤最为严重）以及其中的微生物会对管道外壁进行腐蚀；架空管道周围的空气、风沙同样会对管道外壁进行腐蚀。管道所处环境的温度以及管道内温度同样会影响管道寿命，管道温度主要受铺设深度影响，同时不同地域温度不同腐蚀速度也是不同，通常情况下温度越高腐蚀越快。

（3）防腐措施欠缺。防腐措施方面对管道腐蚀影响最大的是防腐层的失效问题。例如：管道防腐层的脱落或剥离，致使阴极保护以及防腐层失效，管道出现腐蚀现象。另外需要指出的是，管道防腐层的完整性十分重要，一旦防腐层的部分段位出现脱落，将会影响整体的防腐效果，同时防腐层将出现穿孔变形破裂等腐蚀现象。

2 国内油气管道的防腐技术现状

（1）防腐层及衬里技术。油气管道防腐层技术主要指在管道内壁和流通介质之间涂上一层防腐涂层，通过有效阻隔流通介质与管道内壁的接触，从而达到防腐的作用。此种技术对于输送偏酸性的介质有显著地效果，常用的防腐涂层和衬里有石油沥青、环氧树脂、环氧粉末以及聚氨酯、煤焦油靠瓷漆等。近年来，随着我国像陕京线、涩宁线等线路输气管道的铺设，管道防腐层技术得到了很好的应用和发展，尤其以煤焦油烤瓷漆、三层聚乙烯和熔结环氧等管道涂覆技术取得了很大的发展，已日趋成熟。其中熔结环氧粉末涂覆技术主要应用于管道冷弯管的外部，而对于管径经常变化的管道以及距离较近的站内管道，主要采用聚乙烯胶带缠绕的方式。

（2）电化学保护技术。电化学保护技术主要包括阳极保护和阴极保护两种。其中，阳极保护主要指将被保护的金属处于稳定状态而不易发生化学反应从而达到防腐作用，主要通过外加电源或是氧化剂的方法来实现；而阴极保护主要指在阴极表面形成阴极电流，从而使其表面阴极极化来达到防腐的效果。此种方法最早用于船舶防腐，至今已有150年的历史。1928年第一次用于管道是将金属腐蚀电池中阴极不受腐蚀而阳极受腐蚀的原理应用于金属防腐技术上。针对于埋地管道，通常采用阴极保护与防腐层配合使用进行防腐。目前这一技术国内也较为成熟，已铺设里程数万公里，且效果显著。利用外施电流或者阳极迫使电解液中被保护金属表面全部阴极极化，从而达到防腐蚀的作用。要实现阴极保护需要一个必要的条件：即要具备阳极以及相对应阴极，同时要有土壤或水之类的电介质来形成导电电路。

（3）内部防腐技术。针对管道内所输送物质中含有的如二氧化碳、二氧化硫等腐蚀性介质对管道内部的腐蚀，所采取的特殊处理技术。目前普遍采用的是缓蚀剂防腐。缓蚀剂的防腐机理或是通过改变被腐蚀的管道金属表面的状态或是通过催化作用，来改变腐蚀中阳极或阴极反应的过程，从而使腐蚀过程放缓，腐蚀率下降，从而达到金属表面的缓蚀效果。通常缓蚀剂具有用量少、效率高、可多次循环或半循环使用等一系列优点。国内比较成熟且效果显著的是西南油气田分公司研制的管道缓蚀剂，经检测，此产品能够有效的抑制管道内壁的腐蚀问题。

3 针对目前我国防腐技术的建议

（1）管材和防腐材料的选择。对于管材的选择，主要要求具有较好焊接性、韧性、耐腐蚀性以及较高的强度。对于防腐材料的选择，其主要要求要有较强的粘合性、较好的透气性、较低的透水性、较佳的电绝缘性以及较好的乃土壤腐蚀性以及土壤应力。针对不同的温度、环境，对涂层具体的要求亦不同，在实际生产应用过程中，要特别注意根据工程实际情况选择适宜的防腐材料。

（2）充分借鉴国外先进技术，充分提高自身技术水平。虽然目前我国在输油输气管道防腐技术方面取得了长足的发展，部分技术水平已经达到世界领先水平，但这并不意味着国内的管道防腐技术与国外先进国家水平相当，恰恰相反，我们还有很长的路要走，尤其在防腐涂层成本高、质量不稳定等问题上，更需要学习国外的先进技术，使其在未来的竞争中占据一席之地。同时，要加大科研经费等各方面的投入，针对我国的具体环境情况，研制出适合国内实际情况新型防腐技术。在生产上，加强质量管控，对于一些棘手的腐蚀问题，及时反馈于科研部门，使其不断改进与完善。最后，加强防腐涂层与阴极电位保护配合防腐研究，努力提高管道的使用寿命。

4 结束语

能源问题历来是各国战略发展的重要侧重点之一，如何高效、节能、绿色环保的获得能源，一直是各国间不懈努力、通力合作的的根本出发点。针对目前世界范围内油气资源的储运方式，相信短期内仍然以管道输送为主体，因此这一重任便演变为如何最大限度的降低管道的输送成本，提高输送效率。而管道腐蚀是决定管道使用寿命的关键，自然也就关乎着管道输送的陈本与效率。所以，努力提高管道防腐技术，最大限度地降低腐蚀率，有着极其重要的科研价值。

参考文献

[1] 刘敏，时微微. 技术创新推动油气储运发展[J]. 民营科技，2012，（01）

[2] 何清秀，李刚，王帅. 埋地管道外防腐技术[J].科技与企业，2012，（04）

作者简介

张宗前（1984-），男，于2008年毕业于承德石油高等专科学校油气储运专业，在青海油田采油三厂从事油气集输工作。