石油管道的应力腐蚀与防护

李肖斌

摘要：石油管道工程跨度较大，涉及地域范围较广，接触环境较为复杂，同时受土壤、微生物等影响会出现腐蚀等问题。若未能采用适合方式进行解决，会影响管道使质量，降低石油企业经济效益。因此，在石油工业中，必须重视石油管道腐蚀问题，并采用相应保护措施加强对管道防护，以此延长使用期限。基于此，本文主要围绕石油管道防腐进行探讨，重点分析应力腐蚀原理以及导致管道腐蚀的主要因素，并探讨具体防护措施。

关键词：石油管道;应力腐蚀;防护措施

前言：管道是石油产业运输石油资源的重要工具，相比于其他方式可降低运输成本，提高运输效率和经济效益。但由于石油产业本身存在较高危险性，且对原油管道运输安全性方面具有较高要求，使得管道质量成为石油产业运输中关注的重点。而影响管道质量的一项重要原因为腐蚀，为降低管道本身性能被破坏，影响管道运输石油资源安全性，对此必须做好防护措施，

1 石油管道应力腐蚀基本原理

对于石油管道而言，管道材料、质量铺设科学性，均会在不同程度上对其抗腐蚀性能产生影响，若管道铺设施工后存在残余应力或从外部施加应力，并经受土壤腐蚀后，在多方面因素作用下，会对管道材料、结构造成破坏，形成应力腐蚀。若应力腐蚀过于严重，会导致管道出现裂纹，随着裂纹断裂，会对管道结构造成严重破坏，进而导致出现意外事故，造成严重经济损失。此类型腐蚀属于管道腐蚀中一种较为常见腐蚀现象。

2 造成管道腐蚀主要因素

通过对造成石油管道腐蚀的多方面原因进行分析，常见有以下三方面：一是，管道铺设环境。石油管道需要埋入地下，但地下环境潮湿，腐蚀性强，易腐蚀管道。地下环境中土壤中的盐分、大量细菌以及电缆线路产生的电流，均会对管道造成不同程度侵蚀。二是，管道自身质量。管道缺陷问题是造成管道被腐蚀的主要原因之一。一方面，材料管道材质问题。当下石油管道以碳素钢材料为主，该材料通常为微晶结构，此类结构抗腐蚀性不足，这会增加管道腐蚀风险。三是，管道防护不达标。管道铺设前需要全面覆盖防腐层，以此降低地下潮湿酸性环境对管道影响。但实际操作中，经常因防腐蚀工作不规范或工作不到位，导致管道壁出现变形或破裂，长此以往会使防腐层破[1]，管道本身受到破坏。

3 石油管道应力腐蚀防护措施

石油化工企业在进行管道防腐维护中，常用措施有多种，但不同方式在使用中效果存在差异。同时在对使用相应措施进行管道防护期间，还要加强对相关影响因素进行考虑，以此保证防腐蚀效果，而针对应力腐蚀问题，常用措施有以下几种。

3.1内外涂层保护

内外涂层，指的是将金属与周边电解质溶解液隔离分开，使两者间形成较高电阻，以此防止金属出现电化学反应。在此过程中，一方面，科学合理运用外涂层防护。常用的外涂层保护措施有抗压聚烯烃3层结构涂层，该结构包含3PE和3PP，其中3PE涂抹于在管道之前，施工人员经常会使用频感应加热的方式，将管道表面温度提高至200-250摄氏度，融化还原粉末，以此提升涂层防腐涂料耐腐蚀性，以及整个管道整体防护性能。另一方面，采用内涂层方式进行保护。管道输送的物质主要为油水混合物，原油中硫化氢、二氧化碳等腐蚀性元素较多，为降低其对管道腐蚀性，应在内部涂抹保护层，将混合物与管道隔离分开，降低其对管道影响，以此加强保护力度。

3.2缓蚀剂保护

为延长管道使用寿命，可采用添加缓蚀剂以加强对于管道的保护。为满足工程防腐需要，在进行管道防腐工作中，应选择一种或多种适合缓蚀剂，并通过一定比例配制后进行添加，以此提高管道防腐蚀能力。一方面，可使用缓蚀剂改变金属表面状态，从而进一步改变金属腐蚀中阳性或阴极感应原理，降低反应原理速度，以此减缓对管道腐蚀速度。另一方面，缓蚀剂可以与水接触的的金属表面形成一层金属保护膜，隔绝金属本体与物料介质的接触，从而达到延缓腐蚀的目的。

3.3阴极保护措施

随着科学技术发展，阴极保护措施在管道防腐领域中得到有效应用，将其与涂层配合使用，可提升防腐效果，并且在特定环境下极化电位会促使涂层脱落，进而影響外部防护。因此，在进行阴极保护防腐中，还需要加强对特定因素控制，这些因素主要包括耐老化性能、管道周边土壤性质及温度等，加强对相关因素控制，利于发挥阴极保护措施作用。此外，阴极保护技术不断发展成熟，深井阳极与浅埋阳极方式也得到推广应用，该方式使用中需要以深井阳极为主，并通过浅埋阳极工作方式，在管道外侧安置深井阳极，并将浅埋阳极则安置于管道附近。采用该方式能够降低屏蔽或干扰对管道影响，利于能够提高管道防腐性能，延长管道使用时间，可提高石油化工企业整体经济效益[2]。

3.4表面处理保护措施

随着我国对资源能源需求增加，石油管道铺设工程总量也不断增加。同时因我国地理环境复杂多变，以导致管道在铺设后受多方面因素影响，出现腐蚀性现象，进而影响管道本身质量以及在石油运输业中作用。因此，针对腐蚀性问题，应提升对石油管道防腐性能重视，并采用相应措施进行处理，而表面处理措施作为一种常用措施，在防腐方面发挥着重要作用。在生产加工期间，应对管道加工过程进行调整，以此减少应力产生。可使用喷砂等方式进行处理，消除加工期间产生的应力，提高管道防腐性能。其次，在对管道进行焊接期间，由于焊接位置经常出现应力腐蚀，需要根据不同工作性质进行焊接，从而保证焊接的金属化学成分符合金属管道材质需要，从而降低应力腐蚀对管道影响。

结论：石油管道防腐蚀是石油产业中一项重要的系统化工程，为了提高石油管道使用期限，减少降低腐蚀事故发生风险，应加强对石油管道腐蚀了解，明确其基本原理以及导致的导致腐蚀的主要因素，同时应采用各类手段加强对管道腐蚀预防工作，以此提高管道耐腐蚀性能，保证管道可以在其生命周期里相对稳定的运行，从而推动石油产业稳定发展。

参考文献

[1]冯学章，冯钿芳，洪将领，等.应力对超级13Cr油钢管内腐蚀行为影响的数值模拟[J].热加工工艺，2021，50（08）：20-25+30.

[2]李清，张德平，王薇，等.L80油管钢实际腐蚀状况评估及室内电化学和应力腐蚀研究[J].中国腐蚀与防护学报，2020，40（04）：317-324.