油气集输管道的腐蚀机理与防腐技术

朱国丰

摘要：油气是一种十分不稳定的物质，在复合条件的情况下会产生爆炸，并且作为一种能源，如果发生泄露还会对周边环境产生不可逆转的污染，这会导致能源的大量浪费。对油气集输的管道进行防腐就成为保障油气使用效率和保障油气稳定安全的重要措施。集输管道使用一种特殊的复合材料，内部和外部还会使用一体化防腐措施，其一般氛围工厂统一生产和后期填涂的方式，但是无论采用哪一种方式进行防腐，都要从安全的角度和防护的角度进行考虑。

关键词：油气集输;管道;腐蚀;机理;防腐技术

1.油气集输管道腐蚀的原因

油气分别是石油和天然气两种能源物质，它们作为大自然的产物，并且带有一定的化学物质，本身就会对油气管道网进行腐蚀，在流经管道网的过程中与管道壁的钢铁发生化学反应，所以管道内壁开始产生腐蚀现象。

油气集输管道由于体积和重量都十分巨大，被常年埋在土壤内，地下的土壤潮湿并且也有部分化学物质可以和油气集输管外壁产生反应，导致油气集输管外壁也会产生腐蚀现象。经过长时间的内外腐蚀，管道的厚度将会越来越薄，极容易在进行油气运输的过程中发生泄漏，严重时还会产生爆炸的危险。不同地方的泥土酸碱度不相同，对管道的腐蚀程度和腐蚀的速度也不相同，酸度过高的泥土比酸度中和的泥土更容易对管道造成严重腐蚀。

2.油气集输管道防腐技术发展趋势

防腐蚀主要是根据腐蚀现象的规律和固有的机理进行分析，通过使用相应的办法和制定防腐蚀计划，我国在早期时就对油气集输管道的防腐进行过探索。油气集输管道的防腐措施要依靠科技力量，防腐蚀措施要和油气集输管道设计相适应，通过开发出新的防腐蚀材料，不断对钢材防腐密度的升级来达到对油气集输管道防腐的效果。随着数字化的不断发展，在未来数字化技术也可以使用到油气集输的管道中去，实现对管道腐蚀情况随时进行精准检测，保证油气集输管道的安全性，也保证油气运输过程的顺利。

3.油气集输管道外部防腐蚀的技术

3.1电镀防腐

通常使用的电镀防腐蚀技术有两种形式。一种是阴极性镀层，其含义是让被保护的金属电极小于阳极性的电极。另一种是阳极性镀层，其原理和阴极性镀层刚好相反。使用电极作为镀层的主要原因是为了降低油气在集输管道传输过程中产生的电解质，通过在管道外壁使用电镀防腐蚀技术，让油气在管道内呈现出阴极或者阳极的状态，在这种状态下，它们会和外部的电镀层发生反应，使油气在管道内形成稳定的状态。外部使用电镀层进行防腐蚀，还是隔绝管道外部和土壤进行过量接触，防止土壤内的电解质与管道内的油气发生反应，也放在土壤内的化学物质和管道壁材质发生化学反应，导致管道外壁产生腐蚀厚度变薄。电镀防腐蚀技术还能使用在海底管道上，满足海底运输油气的需要，并且让油气运输的效果更好。

3.2防腐蚀涂层

防腐涂层顾名思义，就是在管道外部通过使用防腐试剂进行涂抹，达到防腐蚀的效果。防腐涂层可以对土壤中的水和空气进行隔绝，对管道外壁具有很好的防腐效果。防腐涂层分为有机涂层、无机涂层和复合防腐涂层三个部分，有机涂层就是使用一些有机物涂抹到油气集输管的表面，通常使用的是沥青和焦煤或橡胶，它们获得途径多，而且价格相比较其他方式较为便宜。无机涂层即为使用无机物对管道表面进行涂抹，通常使用的材料是热玻璃层和陶瓷层，不过此类涂层造价过高，使用的机会较少，我国对无机涂层的研究还不完整，涂层进行的过程也十分复杂。复合涂层把无机涂层和有机涂层进行完美结合，其产生的防腐蚀效果较好，基本可以满足油气集输管道的正常需求，但是复合涂层的造价和无机涂层的造价几乎相等。

4.油气集输管道内部防腐蚀技术

4.1复合材料防管道腐蚀技术

传统的钢材作为油气集输管道的主要材料，因为极易腐蚀导致使用寿命短。复合材料是在传统油气集输管网使用材料的基础上发明出来，复合材料使用的不是单一钢材，防腐蚀的效果十分明显，复合材料管的构成主要分为三个部分，外部由陶瓷结构组成，内部由钢材组成，陶瓷和钢材中间加有复合过度材料，这类结构可以防止水汽的侵蚀，还有防止高温和保持温度均衡的效果。由于复合材料由高韧度性，在建设过程中较为方便，复合材料已经在我国油田中开始使用，根据油田的反馈效果来看，复合材料的防腐效果十分明显。

4.2缓蚀剂防腐

油气集输管道一经产生腐蚀现象，随着时间的推移腐蚀的面积会在原本的基础上逐步扩大。通过使用缓蚀剂进行防腐，可以深入到腐蚀物的内部，隔绝腐蚀层向更深扩展，减缓腐蚀层化学反应，对油气集输管道延长寿命有很好的作用。缓蝕剂因为其价格低廉，不会对油气集输管道建设产生多余的费用。因为缓蚀剂成分简单，操作起来十分简便，并且不同于其他防腐蚀措施的局限性，缓蚀剂不限地区和不同材质的管道，适用性广泛。目前我国的很多工业生产中也对缓蚀剂有广泛的使用，是一种十分普遍的防腐蚀手段。缓蚀剂常见的有五种，可以将这五种缓蚀剂与水、气和油进行结合，并且还可以在现场和除硫剂、破乳剂等成分进行混合，不会对缓蚀剂的效果产生影响。

4.3油气集输管道内涂层防腐技术

目前我国使用的油气集输管道材料是烘烤型的耐腐蚀材料，使用常温固化的方式形成耐酸的方式。树脂类防腐材料在经过高温后，会附着在管道内壁对防腐有较好效果，树脂类防腐材料可以耐高温和耐酸性，不同种类的树脂在经过高温烤制后可形成不同效果，利用其不同特性可作为固化的特殊涂层，因其烤制后结构稳定且紧密，腐蚀物质不易进入钢制的管道内壁，发挥出真正的耐腐作用。管线内部使用防腐涂层性价比相对较高，并且防腐的效果明显。

4.4补口机补口技术

技术内涂层补口机对现场的油气集输管道进行连接，使用仪器对内部的涂层情况进行检测和反馈。补口机目前应用在管道防腐蚀方面已经十分普遍，通过补口机在管道内行走进行检测和除锈和修补涂层的工作，通过管道内的机械车和管道外的监控设备组成，机械车由可拆卸的活扣连接，可以在管道内长时间作业和任意转换形态，保持随时定位和随时喷涂的工作方式。由于现在的机械水平和自动化设备发展的很快，已经满足油气集输管道应用的要求，补口机可以适用大多数的油气集输管道，而且不要求油气集输管道的外部环境，通过分段式和递进式对管道内部进行防腐工作，满足油气集输管道除锈的需要。

5.结语

综上所述，油气集输管道防腐的工作对保障油气集输管道意义重大。首先要弄清楚腐蚀原因，为了达到防腐的效果和达到应该达到的要求改变一些存在的问题。通过内外两种方式进行一体化防腐，将防腐的质量进行管控，现场要进行补口施工，通过使用防腐技术对现场进行有效防控，减缓油气集输管道发生特别是小口径的管道，在小口径管道内容易腐蚀的地方使用防腐措施。在某些工程实际运行的过程中要突破实际应用中的局限性。