油气储运中管道防腐技术

邓 超

（南京中设石化工程有限公司，江苏 南京 210000）

引言

石油与天然气是目前我国社会持续性发展中不可或缺的能源，是我国经济不断增长的重要保障。因此，需要确保油气储运过程的安全，从而来满足消费者的需求。油气储运过程中应用的输送管道大多数为金属材质，并且由于这些输送管道暴露在不同环境之中，运输的油气性质不尽相同，若不采取措施进行保护，这些输送管道极易被腐蚀。此外，输送管道本身的材质和质量以及防腐技术的应用决定了其抗腐蚀能力的强弱，这些因素都会影响防腐工作的成效，从而影响油气储运过程的安全。因此，为了充分利用油气资源，确保油气储运过程的安全，需要针对输送管道发生腐蚀的原因，对其进行研究和分析，并采取合适的防腐技术对输送管道进行保护。

1 油气储运管道腐蚀原因

造成管道腐蚀的原因很多，但根据腐蚀情况可分为内部原因和外部原因。内部原因主要包括防腐层失效和油气性质差异等，外部原因主要包括环境差异和施工影响等[1]。为选取合适的防腐技术，需对管道腐蚀原因深入分析。

1.1 内部原因

防腐层失效主要是由于防腐层老化、脱落、损耗而引起的，管道防腐层在不经任何维护和保护的情况下，风吹日晒长时间使用后，其防腐效果大打折扣，起不到良好的防腐效果，从而造成了管道的腐蚀。因此，需定期对管道进行检查，对损坏防腐层进行修复。

在油气输送过程中，由于输送的油气性质不尽相同，其内含有的腐蚀性物质和杂质会对管道造成腐蚀和磨损。例如，一些硫化物和二氧化碳会在油品中形成酸类物质，从而与金属管道发生电化学反应，对管道造成腐蚀。另外，由于油品中含有水分，存在着一些电化学反应，这些反应破坏了金属晶格，使管道更容易遭受到腐蚀。此外，一些固体杂质在运输过程中，与管壁碰撞，对管道造成了磨损，降低了管道的强度。还有一些细菌会对管道造成更大的腐蚀威胁。这些问题是不可避免的，因此需针对不同的油气性质，选择合适的防腐技术。

1.2 外部原因

实际油气运输管道铺设距离很长，跨越范围很广，接触的介质与环境也会发生变化，因此会受到不同程度上的腐蚀。管道接触的介质不同，腐蚀因素也会有所不同。地上管道容易受到空气的腐蚀以及风沙的侵蚀，地下管道则容易受到土壤的腐蚀，水下管道则容易受到水的腐蚀。另外，外部环境的变化也会对腐蚀造成影响，例如温度的变化，通常温度越高，反应速率加快，从而加快了管道的腐蚀速度[2]。土壤酸碱度的变化也会造成影响，酸碱度越高，越容易对管道造成腐蚀。

此外，在管道施工过程中，施工环节多而复杂，而且由于人为因素，存在着不确定性。因此，这些不确定的因素会影响管道的整体质量，例如密封性不足、强度不够等，这些质量问题严重影响了后续的防腐效果。另外，在质量检查过程中，由于监管人员的不认真，往往会略过一些管道质量问题，这样也会对管道的防腐效果带来影响。

2 油气储运管道防腐技术

2.1 管道外部防腐技术

管道外部防腐技术主要包括涂层防腐技术和阴极保护技术[3]。涂层防腐技术就是在管道外表面喷涂防腐涂料，防腐涂料的选择需要满足以下几个特性：一是具有良好的附着性，能够强有力地附着在管道表面，不易脱落；二是具有较强的适应性，能够适应外部环境的变化，如温度、湿度、酸碱度等；三是良好的绝缘性，不易与管道产生电流；四是具有修复性，破损后能够方便地进行修复。目前，常用的涂料包括环氧涂料、聚乙烯、无机非金属涂料等。

对于铺设在地下和水下管道，除了应用涂层防腐技术外，还需应用阴极保护技术来进一步提高管道的抗腐蚀性能。阴极保护技术主要原理就是将管道设置为阴极，从而防止管道表面失去电子，达到防腐目的。常用的阴极保护技术有附加电流保护和牺牲阳极保护[4]。附加电流保护设置一个辅助阳极，通过外界电源连接管道和辅助阳极，并不断提供低压直流电，对管道形成保护。牺牲阳极保护选取活泼性较强的金属材料，并与管道组成原电池，由于活泼金属更容易失去电子，因此成为了阳极，从而阴极的管道更不容易失去电子，达到了防腐效果。

2.2 管道内部防腐技术

油气储运管道内部的油气通常含有具有腐蚀性的物质，例如一些硫化物、二氧化碳、水以及细菌等。同时，有可能会夹杂一些固体杂质，这些杂质在输送过程中会与管道内壁发生碰撞，甚至会发生反应，对管道本身造成损伤，从而加快了管道腐蚀的速度。在运输过程中，由于管道或设备密封性不足，空气会进入到管道之中，而空气中的氧气会与管道之中的水相结合，并与金属管道发生反应，对管道进行腐蚀。所以，在油气储运过程中，应尽可能地提高管道和设备的密封性。油气中的硫化物与二氧化碳与水结合生成酸，并与金属离子反应生成沉淀，附着在管道内壁形成结垢，例如碳酸钙、硫酸钙等。这种结垢附着在管道内壁会造成腐蚀，会大大减小管道的强度。为解决这种问题，通常会在原油中添加相应比例的阻垢剂。除了在油品中添加阻垢剂外，还会添加缓蚀剂，缓蚀剂的添加是为了阻止油品中腐蚀性的物质与管道内壁接触，以此来缓解管道腐蚀。缓蚀剂的品种多样，主要包括氧化膜型、沉淀膜型和吸附膜型等，需根据油品性质来确定选用的类型，通常选用多种缓蚀剂并结合表面活性剂来混合使用，这样效果更好。但是对管道腐蚀危害性最大的还是细菌，例如还原性细菌，这些细菌会将盐分解成酸，从而对管道造成腐蚀，严重影响了管道的正常运输的功能。因此，需要对油品进行杀菌处理，通常根据细菌相性添加合适的杀菌剂来灭菌，从而保障管道的正常运输。

3 优化管道防腐的措施

应用合适的防腐技术能够有效提高管道的抗腐蚀能力，但为了进一步优化管道的防腐效果，还可以采取以下措施：

3.1 合理选用管道材质

管道材质的选用决定了管道本身的抗腐蚀能力，合理地选用管道材质能够有效提高防腐效果。通常管道材质的选用可以从以下几个方面进行考虑：

1）根据应用环境的不同来选择，目前油气输送管道铺设在地上、地下和水下，接触的环境分别为空气、土壤和水。不同的环境对管道腐蚀的原因不尽相同，需要有针对性地选择管材。若管道铺设在水下，则需要选用防水性能和抗压性能较好的材质。

2）根据管材性能来选择，需要综合考虑到材料的密度、强度和光滑度等，并且在满足输送的条件下，尽可能地选用性价比高的管材，从而节约成本。

3）根据油气输送流量以及压力来确定管径大小和壁厚。只有充分考虑到以上管材选用的原则，才能从根本上进行防腐，为之后防腐技术的应用奠定基础。

3.2 加强管道施工管理

管道施工流程包括脱脂、加工、焊接、安装和吹扫等工序，每个工序对管道质量的好坏有着重要的影响。因此，需要对管道施工全过程进行质量管理。聘用综合素质高的作业人员，能够严格遵守相关的施工规程和管理制度，特种作业需持证上岗；加强技术管理，认真贯彻各项技术管理制度；加强检查验收制度并严格执行，验收主要材料和相关设备，严格检查每道工序。只有这样才能确保管道质量符合要求，进而提升管道的抗腐蚀能力。

3.3 促进防腐技术研发

目前，我国防腐材料和防腐技术距高质量、高水准还有很大一段距离。现实防腐技术应用中，我国许多工程能够应用的防腐技术并不是很多，这就导致了防腐效果不好，存在安全隐患[5]。因此，需要结合工程实际状况，加大投资，促进防腐技术的研发，从而满足工程防腐要求。研发新型防腐技术应该从高性能、广应用、低成本、低污染等特点出发，只有这样才能提高防腐技术的实用性，为企业带来经济效益的同时也为社会带来效益。

4 结语

综上所述，油气储运对于油气资源的充分利用以及经济持续发展至关重要，而防腐技术能够显著提高输送管道的抗腐蚀能力，从而提高油气储运过程的安全性。为此，在油气进行管道输送过程中，需要考虑到会对管道造成腐蚀的各种因素，针对性地选用合适的防腐技术。同时，相关研究人员需对油气储运管道防腐技术进一步研究，减少防腐工作的成本和污染，提高经济效益和社会效益。