油气集输管道的腐蚀机理与防腐蚀技术分析

石瑜琦

（大庆油田有限责任公司采气分公司监督管理中心，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

在社会经济快速发展的过程中，国家对石油、天然气等能源的需求量不断增加，但是这也导致油气集输管道频繁出现腐蚀的问题，导致油气集输管道出现跑、冒、滴、漏等情况，不仅造成资源浪费，也加大了经济损失，需做好管道防腐蚀工作。因此，本文将对油气集输管道的腐蚀机理与防腐蚀技术进行简要分析。

1 油气集输管道腐蚀机理

1.1 油气集输管道外部腐蚀机理

油气集输管道外部腐蚀是由管道外部与土壤、空气以及水等介质产生化学反应、物理反应或电化学反应造成的[1]。土壤当中含有水、空气以及盐离子等物质，很容易与管道产生化学反应或电化学反应。而一旦管道外部被腐蚀，管壁就会变薄，会对管道造成较大的破坏。同时，若金属管道浸泡在土壤电解质溶液当中，管道外部也会形成宏观电池或局部电池，部分氧气浓度较低的地方就会形成阳极。

1.2 油气集输管道内部腐蚀机理

油气集输管道内部腐蚀指的是油气当中的腐蚀性气体或卤水等会和管道内部产生化学反应或电化学反应，导致管道内部被腐蚀[2]。油气当中包括很多腐蚀性气体，例如二氧化硫、二氧化碳以及硫化氢等。其中硫化氢的腐蚀性比较强，在水中溶解之后会出现电离的情况，从而腐蚀金属管道，且会产生硫酸，也会对管道内部产生电化学腐蚀作用。被硫化氢腐蚀之后，金属管道很容易出现氢脆的情况。而二氧化碳溶于水之后会降低溶液的pH值，继而产生CO32-、HCO3-等离子，这些离子会与金属发生反应，从而生成碳酸亚铁，会腐蚀管道。二氧化硫溶于水之后，会与金属发生反应，生成硫酸亚铁，硫酸亚铁又会被水分解为硫酸根离子与三氧化二铁，其中硫酸根离子会与铁反应，再次生成硫酸亚铁，不断腐蚀管道。此外，管道流体当中存在碎屑与沙粒等固相颗粒，会冲刷腐蚀内部管壁。

2 油气集输管道外部防腐蚀技术

2.1 科学选择防腐蚀材料

油气集输管道外部会受到大气环境的影响，将其埋藏在土壤中后会疏导电解质或土壤的影响，继而出现腐蚀的情况。为此，应当根据当地的气候条件、土壤条件综合分析管道外部出现腐蚀的原因，并科学选择耐腐蚀性的管道材料，避免管道出现严重腐蚀。

2.2 完善防腐蚀涂层

油气集输管道外部防腐蚀常应用防腐蚀涂层这种方式，即在管道外部涂喷一层防腐蚀层，将管壁与腐蚀介质分隔开来，从而隔离管道表面，加强电化学保护。常用的防腐蚀涂层有无机涂层、有机涂层以及复合涂层等类型。其中，无机涂层主要包括热喷玻璃涂层、陶瓷涂层以及搪瓷涂层等，其抗磨性、耐腐蚀性、耐高温性等性能比较好，且不易老化。但是，无机涂层具有十分复杂的生产工艺，生产成本也比较高，应用范围相对较小；其次，常用的有机涂层主要包括橡胶防腐蚀涂层、石油沥青、环氧类涂层、焦煤油防腐蚀涂层以及聚氨酯防腐蚀涂层等，具有较强的抗酸性、抗碱性，且种类比较多[3]。此外，复合涂层即将有机材料与无机材料相结合形成的涂层，防腐蚀效果比较好。

2.3 加强阴极保护

在油气集输管道外部加强阴极保护可以避免油气集输管道外部受到电解质的影响，降低管道外部出现腐蚀的几率。加强阴极保护指的就是利用金属部件制造阴极，并使金属部件通电，从而产生阴极极化，转移管道表面的电子，避免管道外部受到腐蚀。加强阴极保护不仅可以采用外加阴极电流这种方式保护金属管道，也可以利用牺牲阳极的方式保护阴极。采用阴极保护这种方式不仅可以保护埋地管线，避免埋地管线受到电解质或土壤的影响，也可以将阴极保护应用在海水当中。同时，阴极保护的成本比较低，可以保护防腐蚀涂层保护不到的位置，为了进一步提升防腐蚀效果，技术人员也可以将阴极保护与防腐蚀涂层结合起来。

3 油气集输管道外部防腐蚀技术

3.1 灵活应用内部衬里及涂层防腐技术

一般会在管道内衬中应用玻璃钢复合材料，其中的钢材料具有耐腐蚀性强、强度高等特点，可以有效减小高温高压环境对油气集输管道的损害。管道内涂层指的是在管道内壁上涂喷一层防腐蚀层，常用的材料有环氧粉末、聚氨脂以及环氧树脂等，从而隔离管道当中的腐蚀性流体，避免管道内部出现腐蚀的情况。利用这种技术不仅可以降低管道维修成本，也可以提高油气集输效率。

3.2 灵活应用管道内缓蚀剂防腐蚀技术

缓蚀剂是一种化学药剂，可以抑制管道内部的金属或合金出现腐蚀，也可以通过改善已腐蚀金属的表面状态或延缓腐蚀速度达到保护金属管道内部的目的。当前，缓蚀剂主要包括有机缓蚀剂与无机缓蚀剂这两种类型。而按照缓蚀剂的电化学作用机理可以将缓蚀剂分为阳极缓蚀剂、阴极缓蚀剂以及混合缓蚀剂这三种类型。一般情况下，进行油气集输管道内部防腐蚀时不需要利用大量的缓蚀剂，且保护效果比较好，可以有效延长管道的使用寿命。此外，缓蚀剂会随着介质的流动而流动，因此比较用于循环管路或半循环管路。

4 结语

油气集输管道腐蚀主要包括内部腐蚀与外部腐蚀，这两者的腐蚀机理不同，采用的防腐蚀技术也不同。对于管道外部腐蚀来说，需通过科学选取防腐蚀材料、完善防腐蚀涂层、加强阴极保护等方式进行防腐蚀。对于管道内部腐蚀来说，需灵活应用内部衬里与涂层防腐技术以及管道内缓蚀剂防腐蚀技术。技术人员需做好防腐蚀工作，降低油气集输管道的腐蚀几率，提高油气集输管道的集输质量。