石油管道防腐因素与腐蚀防护策略研究

陈顶立

摘 要：管道运输是石油生产运输的重要方式，其运行安全性、可靠性直接影响石油质量。但是从发展实际情况来看，石油管道运输过程中受多种因素的影响不可避免的存在一些腐蚀性问题。文章在阐述石油管道防腐机理的基础上，分析影响石油管道腐蚀的因素，并为如何做好石油管道的腐蚀防护进行策略分析。

关键词：石油管道；防腐蚀；因素；防护；策略

在石油勘探的不断发展下，含硫化氢、二氧化碳、氯离子和水等多种腐蚀介质的油田不断出现，这些介质的存在加大了对输油管道的腐蚀，降低了油田企业的经济效益。在油田开发进入到深入阶段的情况下，输送油管道的腐蚀情况变得更加严重，油田管道腐蚀穿孔次数不断增多，严重干扰了油田工艺的安全。在这样的情况下想要进一步提升油田生产安全性，确保油田生产的经济效益，需要做好油田输送管道腐蚀和防护工作。

一、石油管道腐蝕机理

在分析管道腐蚀特点可以发现，管道腐蚀不仅会发生在防腐层宏观破损位置上，而且还会发生在微观破损位置上。从电化学腐蚀原理情况来看，在防腐层宏观损坏的位置上，在阴极保护的作用下，防腐层破损位置上不具备腐蚀条件，而在防腐层的微观位置上会形成地下水进出通道，在防腐层和管体 发生剥离之后，阴极保护电流会受到屏蔽，由此使得管道形成保护死角，在防腐层和管体之间形成良好的腐蚀环境。

石油管道腐蚀过程可以具体分解为以下几个步骤：第一，剥离条件的形成。管道上的石油沥青防腐层在受上下挤压的作用下两边会形成防腐层剥离倾向。第二，初始剥离、初始破损剥离。在石油沥青防腐层使用时间的增加下，防腐层的性能会降低，由此出现的剥离倾向会变得更加严重。第三，初始破损。在石油沥青防腐层剥离到一定程度的时候，防腐层在三点钟、九点钟的位置上会出现轻微的破损，破损情况渗入到通道之后会加速防腐层的剥离。第四，剥离和破损交替。在枯水期间，受管道内热油的影响，防腐层和管体之间的地下水会被剥离，由此在空隙内部形成干湿交替的现象。

二、影响管道腐蚀的因素分析

（一）管道材质和制作的影响因素

管道材质和制造因素是导致管道腐蚀的内在原因，特别是钢材结构管道的成分包含大量的非金属组分，这些金属组分在互相影响下会出现腐蚀和开裂现象，由此加剧整个管道腐蚀开裂的发生。

（二）管道所在的环境

管道在不同工作环境下往往会面临不同的腐蚀情况，常见的腐蚀情况包含细菌腐蚀、土壤腐蚀、杂散电流腐蚀等。在氧气缺乏的土壤中，一些细菌会深入到腐蚀过程中。细菌的存在会将可溶硫盐转换为硫化氢、铁的作用，从而出现细菌腐蚀。土壤是具有固体、液体和气体三相的毛细管多孔胶质体。土壤的孔隙会被空气和水填满，水中所含有的盐分会增强土壤的离子导电性、物理化学性质不均性、金属材质电化学不稳定性等，这些现象的出现加剧了整个土壤的腐蚀程度。杂流电流是在地下流动 防护体系设计之外对整个金属管道产生腐蚀破坏作用的一种电流，具体包含直流类型和咋流类型。

（三）管道实际使用应力

管道在运行的过程中，输送的压力和压力波动也会在不同程度上导致应力腐蚀开裂。从实际操作情况来看，在较高的压力作用下管道内壁往往会出现比较大的应力，在应力的过程中会加大管道腐蚀现象的发生。

三、石油管道防腐措施分析

（一）加强对内防腐技术的应用

石油管道是进行天然气传输的重要载体，且在石油和天然气开采的过程中需要借助油井中的套管来将石油天然气开采出来，在这个开采的过程中很容易出现腐蚀的现象。为此，在石油天然气输送施工过程中需要在管道内部选择应用有效的防腐蚀技术，比如复合管施工技术、缓蚀剂、内涂层防腐蚀技术等。在防腐蚀操作过程中所需要应用的缓蚀剂包含有机酸盐、吗啡等。在选择好内涂层防腐蚀技术之后还需要对传统的套管进行升级处理，借助金属复合材料来增强管道防腐蚀的性能，提升管道防腐蚀工作成效。

（二）加强对外防腐蚀技术的应用

外防腐蚀技术主要是指在石油天然气管道的外部应用科学的防腐蚀施工技术。通过将外防腐蚀施工技术和内防腐蚀施工技术的结合能够有效提升石油天然气管道的防腐蚀效果。外防腐蚀施工技术形式包含在管道外部涂抹环氧粉末、阴极保护技术等。

1、阴极保护技术

阴极保护技术的实施关键是在采用强制电流的基础上，通过牺牲阳极来有效保护阴极。牺牲阳极法主要是指在施工过程中将被保护的金属和一种可以提供保护电流的金属、合金进行连接处理，从而实现对被保护体的阴极化处理，有效降低腐蚀速率。强制电流保护方法的使用能够将被保护的金属和外部电源负极联系在一起，借助外部的电源来保护电流，从而有效降低腐蚀速率。

2、杂散电流排流保护技术

在管道沿线和高压输电线路距离较近，且处于一种平行状态的时候，高压输电线、电气化铁路会对整个管道的运行产生干扰，由此加剧了对整个管道的腐蚀。针对这个问题，在管道施工过程中要尽可能的原理交流、直流电干扰源，实现对管线的排流保护。

3、涂层保护技术

在石油管道防腐蚀中常用的涂层保护技术包含溶解环氧粉末、三层PE结构、煤焦油瓷漆等。溶解环氧粉末在和钢管结合的时候能够更好的适应恶劣环境，但是这种防腐蚀技术对外界紫外线的适应力较弱。三层PE结构防腐蚀操作能够利用高密度聚乙烯耐机械损伤和环氧粉末和钢管的结合来达到理想的防腐蚀效果。煤焦油瓷漆的防腐蚀操作具有较低的吸水率和较强的绝缘性能，但是所适用的机械强度较低，适应的范围温度比较狭窄。

（三）强化对管道监测技术的应用

在管道监测技术在使用的时候能够精准的分析出管道的实际情况，帮助相关人员分析管道的破损情况提供重要支持，从而在最大限度上避免危险事故的发展。当前，在石油管道领域常用的管道监测技术包含线性极化技术、电化学噪声技术、电阻法等。

（四）强化对管道检测技术的应用

管道检测技术是确保管道质量的重要技术形式，在先进管道检测技术的作用下能够帮助相关人员更好的了解管道的使用情况，根据现有管道的应用情况，管道检测技术形式包含环境检测技术、腐蚀层检测技术形式、管道本体检测技术形式等。其中，环境检测技术形式主要是指对开采的土壤、植被、空气等质量进行全面的检测和分析。腐蚀层检测技术U型是主要是借助电流衰减的效应来和电流电压法剥离技术等对管道防腐蚀层的功能进行检测。

结束语

综上所述，从石油管道运行实际情况来看，腐蚀是影响石油天然气管道运行安全性和稳定性的重要因素，腐蚀现象的存在不仅会使得石油天然气管道出现泄漏的现象，而且严重的还会威胁施工人员生命安全。为此，在新的历史时期，需要相关人员结合石油管道发展实际情况，着重分析导致石油管道腐蚀的各个因素，并从管道检测、管道监测、管道内外防腐蚀等方面思考怎样优化石油管道的防腐蚀工作，旨在能够更好的确保我国石油管道的运输安全。

参考文献：

[1]乔法会. 石油管道腐蚀因素分析及腐蚀防护优化措施[J]. 世界有色金属， 2015（12）：98-99.

[2]曹刚， 杨敬武， 方芳等. 钢质管道内腐蚀因素和解决腐蚀防护措施[J]. 全面腐蚀控制， 2015， 29（3）：30-32.

[3]吴荫顺. 管道腐蚀原因与防腐蚀措施——管道腐蚀与防护讲座之一[J]. 管道技术与设备， 2000（1）：49-51.

[4]牛雁坡. 石油运输管道腐蚀原因和腐蚀速率预测研究[J]. 管道技术与设备， 2011（5）.

[5]罗一东. 管道石油天然气腐蚀防护的相关技术研究进展[J]. 化工设计通讯， 2016， 42（7）：55-55.