油田集输金属管道腐蚀原因与防腐措施

2022-11-27黄家校

全面腐蚀控制 2022年5期

黄家校

（大庆油田工程建设公司油田工程事业部第一工程部，黑龙江大庆 163000）

1 腐蚀对集输管道的危害

腐蚀对集输管道的危害主要体现在在如下几点：第一，穿孔、泄漏等会对管道自身产生损害，造成经济损失；第二，管道因腐蚀维修过程中，影响原油集输系统的运转；第三，管线泄漏可能引发爆炸、火灾等危险，产生人身伤害；第四，原油会对周围的土壤、水体造成污染，其中的毒有害气体会扩散到空气中，造成空气污染。

2 油田集输管道腐蚀原因

油井产液或含油污水成份复杂，除原油外还含有多种腐蚀介质，如H2S、CO2、Cl-、水等，对管道内壁造成腐蚀，同时地上及地下集输管道受空气和土壤等环境影响，管道外壁会产生腐蚀。

2.1 管道内壁腐蚀

原油、含油污水等介质必须以一定温度输送，溶于水的酸性物质在此温度下随原油在管道内流动，从而对金属管道极易直接产生腐蚀，这种腐蚀一般分为全面腐蚀和局部腐蚀两种；其中全面腐蚀是均匀腐蚀，管道表面光滑，局部腐蚀是相对于全面腐蚀而言的，有点蚀、蜂窝状腐蚀、台地侵蚀及流运诱发局部腐蚀等，随着腐蚀的进行，H+浓度不断加大，会破坏金属管道的晶间结构，导致管道开裂。原油中包括油、气、水等流体，在管道中的流态是多项流，另外原油从地层中开采出来，含有一定量的泥沙，气体和固体颗粒会把已形成的腐蚀层或保护层冲刷掉，重新让腐蚀介质和金属管道接触，加快腐蚀速度。

2.2 管道外腐蚀

站内架空管道外壁与空气直接接触，空气中的H2O和CO2生成弱酸，与管道外壁金属反应产生腐蚀，腐蚀速率随湿度增大而增大。站内场区及站外管道一般埋地敷设，土壤中的CO2、SO2等酸性物质在管道周围形成酸性环境，与金属管道发生反应产生腐蚀，而硫酸盐与地下水形成的硫酸盐水化物会与金属产生晶性腐蚀；同时土壤中的盐溶于水形成电解质溶液，可使金属管道产生电化学腐蚀，土壤中有很多细菌，如硫酸盐还原菌、氧化菌等，它们能促成土壤中各种盐（如硫酸盐）的还原，加快金属管道的电化学腐蚀；另外输油管道一般和机泵、储罐等各种设备连接，在土壤中产生一定量杂散电流，这些电流在金属管道某些区域上形成阴极区，其它部位管道为阳极区，从而形成原电池，产生电化学腐蚀[1]。

3 金属集油管道的防腐措施

根据以上分析，金属集输管道内、外壁均有遭受腐蚀的风险，因此，金属管道的防腐，必须同时对内壁和外壁采取防腐措施。

3.1 内、外壁的涂层防腐

在金属集输管道内、外壁涂敷致密均匀的涂层，将腐蚀介质、电解质溶液与金属管道隔离开来。项目实施前，首先搜集整理当地的地质条件，分析土壤、原油成分组成，并结合各种防腐涂料性能、成本分析，来确定涂料的种类。随着材料科学的发展，近年出现了多种具有优良物理、化学性能的复合防腐涂料，如内防腐常采用熔结环氧粉末涂层、溶剂型环氧树脂涂料或无溶剂型环氧树脂涂料，外防腐常采用聚乙烯粘胶带、2PE、3PE等防腐层。

3.2 管道的阴极保护

阴极保护，一般分为外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护，均是将被保护的集输管道作为原电池的阴极，避免金属管道电子流失发生溶解。外加电流保护法一般用于需要保护电流大、管径较大的集输管道，而牺牲阳极保护法则用于所需保护电流小、管径较小的集输管道；实际工程中，油田集输管道的腐蚀主要是由电化学反应引起的，管道周围的电解质溶液由于温度、浓度、流速的不同，在管道表面形成电位高低不同的电场（也就是形成大大小小的许多原电池），此时在通过外加电流使金属管道人为阴极极化，防止电子流失而腐蚀溶解；或者在管道沿线的布置阳极，工程中常用的阳极种类有镁阳极、锌阳极、镁锌合金等，电子从这些阳极流向作为阴极的管道，阳极逐渐溶解而阴极得到保护。