浅谈埋地金属管道腐蚀与防护

金兆波　林辉

摘 要 伴随着现代城市化及工业化的高速发展，我国管网和管道腐蚀愈加复杂及多样，不同用途、不同地质以及不同铺设的管道腐蚀及防护方式也不一样。近年来管道腐蚀、老化问题越来越严重，不仅造成经济损失也限制了发展进度，不符合我国社会建设发展的要求，故而管道腐蚀及防护研究愈加受到现代化社会建设的重视。本文主要以油气管道的腐蚀及防护措施为主，针对不同地质条件对管道腐蚀的机理及影响，探究如何降低管道的事故发生概率，确保管道的安全、稳固及长期运行，为我国社会发展建设提供优质的资源运输。

关键词 地质条件 管道腐蚀 防护 研究

中图分类号：TU851 文献标识码：A

0引言

管道运输是诸多资源输送的主要形式，我国西气东输，一带一路战略等等都是通过管道运输资源，所以保证管道的安全性尤为重要。管道是铺设在低下的，所以在输送资源过程中会受到介质、土壤、地下水以及杂散电流等的腐蚀，导致管壁变薄，严重的会导致穿孔泄露发生管道事故，造成经济损失、安全事故及环境污染，每年管道腐蚀造成的环境污染数值也是不可忽视的。所以近年来管道的腐蚀以及防护措施研究发展迅速，不同的运输管道腐蚀机理以及防护措施不一样，本文主要是针对地质条件的影响，探讨如何进行管道防护，提高管道的使用寿命及安全性，减少经济算是和资源泄露。

1管道的腐蚀

管道腐蚀的因素有很多，例如输水管主要是水体中腐蚀成分引起的腐蚀，或是局部杂散电流——管道内表面属性会形成电极从而产生电化学腐蚀，以上两者是城市供水管道腐蚀的主要基体。实际上影响管道腐蚀的要素更多，例如运输介质中的溶解氧、CO2 、硫酸盐、氯化物、残留消毒剂或是运输介质本身，都会加快管道腐蚀，运输介质流速也一样。但对于油气管道而言，管道腐蚀主要是以下四点：

1.1材质

管道的材质不同，管道的耐腐蚀性、抗拉强度以及屈服强度都不一样，不同的油井以及油类对管道材质的要求不一样。多数材质中都含有铬、钼两类元素，铬元素用于增加钝化膜的稳定性，钼元素则是加强对Cl - 的抵抗强度，故而在材质选择中除却依据油井及油类以外，还要注重材质中铬、钼两类元素的含量。

1.2介质

管道一般铺设在地下，地下介质环境十分复杂，埋藏越深压力就越大，温度也就越高受到的腐蝕性介质流体也越多，尤其是在高温、高含水以及高矿化度的环境中，管道的腐蚀程度就越高，尤其是与油井相连的油管，受到油井深度以及环境的影响，腐蚀破坏程度越高。

1.3磨损

磨损是主要是在管道铺设时候的机械磨损，以及流体腐蚀磨损两类，前者主要是抽油杆和油管之间的机械磨损，主要影响因素是井身结构、油层结蜡以及载荷变化，后者则是由于抽油杆与油管之间的偏磨使得产出液中腐蚀性物质增多，还会由于磨损表面出现电化学腐蚀，会使材料表面局部变形或是脱落，从而导致流体泄露。

1.4防护层破损

管道在铺设中考虑到防护所以在内壁及外币施加防护层，从而提高管道运输的稳定性，加强管道的抗磨损度。但这样的防护不能长久，管道使用时间越长，外币防护层就容易破损脱落，这就会使的外界物质直接侵蚀外币，尤其是土壤本身就是有气液固组成的复杂环境，还有各种各样的离子，一旦防护层或是涂层缺陷，管道与大地接触就会形成电化学结构，原电池原理就会使得管道发生电化学腐蚀，不同的土壤环境中的离子浓度、压力不一样，所以既可能发生电偶腐蚀，也会因为杂散电流形成电流回路，介质若是电解质就很有很容易发生事故。

2管道的防护措施

2.1采用抗腐蚀材料制作管道

在管道铺设前需要根据管道运输介质以及地质环境，选择优良的材质材料，针对管道环境中的腐蚀介质选择管材，再者对管材进行腐蚀试验，确定管材是否适合运输介质以及使用寿命长短，从而制定出管道更换周期以及铺设规划。管材的选用一般是采用不锈钢、耐腐蚀合金以及有色金属这三类，目前国家主要是选择高铬铁素不锈钢、铁-镍耐蚀合金、锌、镁、镍具有强耐腐蚀的材料。

2.2涂层

对于埋藏在低下的管道而言，涂层保护是必要的防护措施，以抵抗土壤中的腐蚀介质，起到隔离管道表面与土壤的作用。涂层材质在选择中需要考虑三个方面，持久性、绝缘性以及坚固性，能够不受土壤中离子及散乱电流的作用，长期间工作以抗击微生物腐蚀，并隔绝电流回路。涂层防护层需要紧密以及坚固，铺设中不能够损害。

2.3管线敷设质量

人工检测是管线敷设质量的主要检测方式，检查的内容是是否出现剥离、规格以及表面特征。确保防腐层良好、材质规格达标以及中间部位是否翻新的管道用于管线敷设，降低管线质量出现问题，导致管道工作年限不达标导致经济损失。

2.4阴极保护

由于多数腐蚀都是由于电化学，所以根据电化学原理将管道变为阴极，就可以减少电化学的腐蚀作用。阴极保护是通过牺牲阳极法以及外加电流两种实现的，牺牲阳极法是将比管道更加容易受到腐蚀的材质作为阳极，例如镁合金等作为外涂材料，这样既是产生电化学腐蚀那么管道也是阴极不会受到腐蚀，外加电流是将电源负极接在保护金属上，电源正极与辅助阳极连在一起形成原电池装置，通过电荷点位差可以起到保护管道的效果。比对其阳极牺牲法，外加电流可以更加合算，既不会对金属造成消耗，也可以扩大管道的防护范围，就是要保持外设电源的维护性及持续即可。

3结语

综上所述，不同地质条件下的管道腐蚀机理以及防护措施，需要根据运输介质以土壤环境，选定不同的防护方法，电化学腐蚀为主的管道，就需要通过外加电流及牺牲阳极法，介质腐蚀就需要加强涂层防护。

作者简介：金兆波（1981.12-），男，汉族，黑龙江齐齐哈尔，硕士，技术工程师（初级），大庆市汇通建筑安装工程有限公司，研究方向：机电工程，管道腐蚀与防护技术研究及管道腐蚀与防护设备与检测的研究制造。

参考文献

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