油氣輸送管道腐蝕原因與防護(hù)對(duì)策探討

張興梅 張雪濤

摘 要：油氣輸送管道通常都埋于地下，由于土壤或水分的影響可能會(huì)導(dǎo)致其外部腐蝕，加之日常管護(hù)工作不到位，腐蝕現(xiàn)象發(fā)生后會(huì)造成輸送管道管壁變薄，產(chǎn)生穿孔問(wèn)題，容易引起內(nèi)部油氣的泄露，可能導(dǎo)致火災(zāi)或者爆炸事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：油氣管道;腐蝕;原因;對(duì)策

油氣管道主要是對(duì)石油和天然氣進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸，通常包含了螺旋焊縫和直縫電阻兩種類型，在油氣管道實(shí)際使用過(guò)程中，由于空氣水分與氧氣氧化作用，很容易發(fā)生腐蝕問(wèn)題。當(dāng)管道腐蝕后必然會(huì)對(duì)油氣輸送質(zhì)量與穩(wěn)定性帶來(lái)影響，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，甚至可能發(fā)生安全事故，導(dǎo)致人員財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境破壞，因此必須要引起充分的重視。

1 油氣管道腐蝕的分類及形成原因

1.1 油氣管道腐蝕分類

油氣輸送管道的腐蝕問(wèn)題往往是因?yàn)榄h(huán)境、輸送材質(zhì)等因素的影響，一般來(lái)說(shuō)其腐蝕類型包含了土壤腐蝕、大氣腐蝕，根據(jù)其物理特性能夠劃分為電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕等。通常而言，單純的物理溶解導(dǎo)致的油氣輸送管道腐蝕即是物理腐蝕;而油氣輸送管道和非電解質(zhì)之間出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的腐蝕現(xiàn)象稱之為化學(xué)腐蝕;因?yàn)橛蜌廨斔凸艿莱霈F(xiàn)化學(xué)腐蝕時(shí)又伴隨有電流出現(xiàn)，由此導(dǎo)致的腐蝕成為電化學(xué)腐蝕。在實(shí)際工作中，油氣輸送管道腐蝕通常來(lái)說(shuō)都是因?yàn)殡娀瘜W(xué)腐蝕導(dǎo)致的，純化學(xué)腐蝕相對(duì)較少。

1.2 油氣管道腐蝕的原因

油氣輸送管道往往處在較為惡劣的工作環(huán)境中，很容易受到雨雪、高溫、高壓等影響，特別是埋地輸送管道直接和土壤進(jìn)行接觸，因?yàn)橥寥纼?nèi)水分與電解質(zhì)的影響，可能導(dǎo)致油氣輸送管道出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕的問(wèn)題。陰陽(yáng)極反應(yīng)的過(guò)程導(dǎo)致油氣輸送管道的電化學(xué)腐蝕，從機(jī)理上而言即是管道壁和電解質(zhì)溶液進(jìn)行接觸，但因?yàn)楣艿辣诒憩F(xiàn)存在不均勻或油氣輸送管道各個(gè)位置接觸的電解液濃度、溫度和流速之間存在差異性，造成接觸表面出現(xiàn)陽(yáng)極與陰極區(qū)。陽(yáng)極與陰極區(qū)的產(chǎn)生是油氣輸送管道自身互相閉合形成了對(duì)應(yīng)的宏觀電池與微觀電池，例如說(shuō)油氣輸送管道介質(zhì)溶液內(nèi)的陰極部分屬于鐵碳化學(xué)物，而陽(yáng)極部分為鐵;處于一個(gè)不均勻的溶液內(nèi)，陽(yáng)極部分往往是溶液氧化劑濃度相對(duì)較小的地方;如果油氣輸送管道表面溫度處于不均勻的狀態(tài)，陽(yáng)極區(qū)往往是溫度較高的部分。陽(yáng)極在受力不均勻的情況下，表現(xiàn)在應(yīng)力較大的部分，同時(shí)如果油氣輸送管道表面膜存在微孔，陽(yáng)極存在于孔內(nèi)金屬，而表面膜為陰極部分。綜上，各種因素對(duì)油氣輸送管道的影響都可能導(dǎo)致出現(xiàn)管道腐蝕的問(wèn)題。

2 油氣輸送管道腐蝕的防護(hù)對(duì)策

2.1 防腐層和陰極保護(hù)技術(shù)

油氣輸送管道建設(shè)過(guò)程中往往都是埋設(shè)于地下，如此一來(lái)能夠選擇陰極保護(hù)與防腐層結(jié)合的方法來(lái)對(duì)管道進(jìn)行防腐保護(hù)。陰極保護(hù)通常來(lái)說(shuō)分為犧牲陽(yáng)極法、附加電流法和排流保護(hù)法幾種不同類型，其基本原理即是電化學(xué)防腐。在選擇陰極保護(hù)法與防腐層保護(hù)技術(shù)相結(jié)合的過(guò)程中，陰極保護(hù)法能夠?qū)τ蜌廨斔凸艿腊l(fā)揮出較好的保護(hù)效果，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，作業(yè)人員必須要充分重視陽(yáng)極與對(duì)應(yīng)的陰極，保護(hù)時(shí)還需要保證水與土壤的存在，從而當(dāng)成兩級(jí)之間導(dǎo)電的介質(zhì)。

2.2 縮減加熱蒸汽能耗技術(shù)

進(jìn)行油氣輸送作業(yè)時(shí)，由于油氣對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)溫度具有很高的要求，通常來(lái)說(shuō)都會(huì)選擇縮減加熱蒸汽能耗技術(shù)，如此一來(lái)才可以確保油氣在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)中不會(huì)出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，也不會(huì)導(dǎo)致發(fā)生較為嚴(yán)重的能量損耗問(wèn)題。在油氣輸送時(shí)，必須要確保油氣的粘度得以有效控制，這對(duì)于增加溫度產(chǎn)生熱量消耗變大與縮減粘度產(chǎn)生輸送功率變小而言也是一個(gè)很大的矛盾問(wèn)題，借助于把輸送功率與能耗進(jìn)行有效控制，能夠?qū)崿F(xiàn)降低能耗的目標(biāo)。

2.3 加注緩蝕劑

針對(duì)油氣輸送管道內(nèi)部防腐，應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中對(duì)管道實(shí)施內(nèi)鍍膜處理，但鍍層可能由于原油腐蝕或管道外部出現(xiàn)機(jī)械性損壞而脫落，同時(shí)在油氣輸送過(guò)程中容易出現(xiàn)靜電，加之外部土壤環(huán)境的電化學(xué)腐蝕會(huì)出現(xiàn)交互作用，因此在油氣輸送管道實(shí)際運(yùn)行時(shí)需要定期做好檢查與清管工作，在管道作業(yè)過(guò)程中加注緩蝕劑，進(jìn)一步增強(qiáng)油氣輸送管道的抗腐蝕能力。但因?yàn)榫徫g劑用量大且成本較高，因此在加注時(shí)需要結(jié)合清管作業(yè)和其他維護(hù)方法結(jié)合應(yīng)用。

2.4 復(fù)合涂層外防腐

油氣輸送管道建設(shè)結(jié)束后應(yīng)當(dāng)對(duì)管道表面進(jìn)行防銹漆、磁粉漆等涂裝防腐，為提升油氣輸送管道工程的完整性，可選擇在防銹漆涂裝結(jié)束后進(jìn)行聚乙烯膠粘帶纏繞絕緣，避免出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，隨后使用石油瀝青涂抹，避免SRB細(xì)菌等土壤內(nèi)部有害微生物的影響。若油氣輸送管道處于低溫作業(yè)環(huán)境，還應(yīng)當(dāng)在建成后使用硬質(zhì)聚氨酯泡沫實(shí)施包裹，以起到保溫與隔離作用，借助于復(fù)合型的防護(hù)來(lái)確保油氣輸送安全。

2.5 選擇防腐性高的管道材料

采購(gòu)油氣輸送管道材料時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能使用防腐性能強(qiáng)、韌性高、焊接性良好且耐電絕緣的材料，對(duì)于管道涂層材料采購(gòu)的過(guò)程中，也必須要根據(jù)油氣輸送工程的具體情況來(lái)予以選擇，由于油氣輸送管道在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中往往會(huì)處在不同環(huán)境下，所以必須要注重選材的科學(xué)合理。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，油氣輸送管道防腐工作屬于油氣管道施工建設(shè)和后期養(yǎng)護(hù)活動(dòng)中的關(guān)鍵性問(wèn)題，近年來(lái)國(guó)內(nèi)油氣管道防腐檢測(cè)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，在防腐工作中也取得了顯著成效。未來(lái)我們應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步深入探索研究新的防腐技術(shù)和防腐材料，不斷促進(jìn)油氣輸送管道使用壽命的提升。

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