油气管道腐蚀的因素分析与防腐对策探讨

吴豫江

摘 要 由于石油和天然气的本身特点和管道运输运距长、压力大等特点，这对油气储管道的防腐工作提出了很高的要求。油气管道防腐工作是保证管道的安全运行的一项重要手段，介绍了油气管道储运特点及腐蚀的危害，分析了影响埋地管道被腐蚀的因素，阐述了埋地管道的防腐对策。

关键词 油气管道 腐蚀 因素分析 防腐对策

1油气管道储运特点及腐蚀的危害

1.1管道运输油气的特点

在我國，管道储运油气是使用范围比较广、效果比较好的一种油气运输方式。这种油气储运方式的特点为运距长、管径大、压力高，对运输过程中管道的安全性要求非常高。

1.2油气本身的危险性

石油和天然气是管道储运的主要介质，这两者均属于重点监管危险化学品，是易燃易爆物质。在GB50183—2004《石油天然气工程设计防火规范》的火灾危害分类中，天然气属于甲B类。一旦在储运过程中泄漏，遇到火源非常容易发生火灾爆炸事故。除了具有易燃易爆特性外，石油和成品油也具有易挥发的特点。泄露的油蒸汽在管道通过区域弥漫、扩散，或者达到一定数量后在低洼处聚集，将非常容易引发燃烧和爆炸。

其次，油品蒸汽具有很强的毒副作用，一旦通过呼吸道进入人体，会给人的身体健康带来极大的威胁。另外，油品本身具有遇热膨胀性和静电荷聚集性，这也容易埋下安全隐患。

1.3油气泄露会造成极大的资源浪费

石油和天然气都是不可再生资源。在储运过程中，一旦由于管道腐蚀造成油气泄露，尤其是在运输过程中的泄露，由于管线长、运距长，埋藏深等原因不易发现，泄露后又不易回收，容易造成较大的资源浪费。同时，一般管线因埋藏在地面以下，一旦泄露会给土地和水资源带来较大的污染，甚至会影响部分地区的饮用水安全，给人民的身体健康带来威胁。

2影响埋地管道被腐蚀的因素分析

2.1由于管道采用的是钢制材料且其制造工艺也会产生相应的影响

采用钢材作为管道的材质，这就为管道腐蚀的发生提供了可能。钢材的组分是各类金属，金属在湿度和温度一定的环境中很容易发生腐蚀的情况。而对于钢管的制作工艺来说采用的是微晶结构，微晶结构本身的特质对钢管在制作过程中的要求很高，如果存在某些表面的缺陷，那么存在缺陷的部分就会发生腐蚀开裂的情况。所以说钢管的制作材料以及制造工艺都会使钢管受到不同程度的腐蚀破坏。

2.2管道被埋于地下其所处环境使发生腐蚀成为可能

对于埋地管道而言，其所处的环境使其不可避免地会受到腐蚀，而对管道产生腐蚀的除了土壤这一因素以外，还存在有细菌和杂散电流等因素。

土壤是胶质体，包含有固相、液相和气相三种形式，它的空隙被水和空气填充满。土壤腐蚀的产生是由于土壤在水的作用下产生了离子导电性—；—；金属材质的电化学特质具有不均匀性，土壤的物理化学性质也具有不均匀性，于是构成了土壤腐蚀的条件。

细菌通过参与电极反应，使铁和可溶硫酸盐转化氢发生反应，这类反应一般都在缺氧的土壤中发生，所以细菌腐蚀就主要发生在缺氧的土壤中。

对金属管道具有腐蚀破坏的作用的另一类物质就是杂散电流，其腐蚀作用主要包括有交流杂散电流和直流杂散电流两种电流腐蚀作用。其中直流杂散电流腐蚀跟电解腐蚀具有相同的腐蚀原理；那么交流杂散电流又是怎么产生腐蚀作用的呢？对于交流杂散电流而言，二次感应交流电的相互叠加产生电化学电池，该电池附着在管道上，这类电池对管道的腐蚀性虽然不大，但是集中腐蚀的性能相对比较强，也是需要防患的一种腐蚀方式。

2.3管道的腐蚀防护效果做的不够好

埋地管道一般采用阴极保护和防腐蚀覆盖层的双重防护措施，以此来对埋地管道可能遭受的腐蚀破坏进行防护。在使用防腐蚀覆盖层的方法时，最主要的是对现场环境腐蚀的抵御，一旦受现场环境的影响而使覆盖层与钢管发生剥离，如果不及时调整相关参数，则会形成腐蚀死区并且使死区范围扩大，要想防止管道腐蚀，必须要做好防护效果，这样才能更好地达到防护的要求。

2.4管道的应力水平不同，对于外界影响的抵抗能力自然不同

在管道的操作运行过程中，输送压力和压力波动会对管道产生影响，应力腐蚀也就由此产生。应力腐蚀产生的机理是过高压力对管壁造成过大使用应力，进而促使管壁裂纹的产生，而裂纹又会在应力的影响下不断扩展，这样的循环使得管壁从开裂继而出现被腐蚀的现象。不同应力水平的管道对于应力的抵抗力自然不同，抵抗力强的，在一般情况下出现裂纹的情况比较少，可在一定程度上抵抗应力腐蚀的作用。

3埋地管道的防腐对策

3.1涂层保护

涂层保护是通过在埋地管道上应用相应涂层，进而在一定程度上防止管道发生腐蚀的一种方法，有各种各样的防腐蚀涂层，而国内使用最多的是煤焦油瓷漆涂层，PE二层结构涂层，PE三层结构涂层，熔结环氧粉末（FBE）和双层熔结环氧粉末（双层FBE）涂层等。

3.2加大全程管理力度

油气储运设施建设前期，严格执行安全设计审查。国家安全生产监督管理总局的规定，油气储运工程在设计阶段，必须通过政府安监部门的安全设施设计审查，以查找设计中存在的不安全因素，落实安全对策措施，提高油气管道工程的本质安全。其次，加大施工过程中的安全监控力度，确保安全设施与主体工程同时施工和使用。最后，在工程竣工验收时，仍要组织安全、环保、职业卫生设施等方面的验收。

3.3做好电化学保护

在电化学保护的防腐措施中，所谓阳极保护就是通过添加氧化剂或者使用外加电源进行极化，使被保护的金属处于一种稳定的钝性状态，以此来达到防护目的；而阴极保护则是通过将金属表面阴极极化，通过这样的方法使金属变成电位均一的阴极，通过该阴极与其他构成电化学腐蚀电池，由此来对管道进行腐蚀防护，通常都是通过外加电流或者牺牲阳极的方法来实现。

3.4杂散电流排放保护

对于和近距离的高压输电线路平行的管道来说，无论是交流电还是直流电都会对其产生影响，而这一类影响会加剧管道的腐蚀。这个时候就需要采用排流的方式对管道进行保护，采用不同派刘方式要以被干扰管道阳极区是否有正负极性交变为依据，若是不变，则采用的是直流排流的方式，如果产生交变则采用极性排流的方式，强制排流的方式在较为复杂的情况中使用。

参考文献

[1] 赵宇等.石油天然气油气管道路由选择线规划标准与原则探讨[J].石油规划设计，2011（03）.