油氣管道內(nèi)腐蝕原因及防腐措施研究

摘要：近年來(lái)，隨著油氣管道行業(yè)的快速發(fā)展，管道內(nèi)腐蝕一直影響著油氣管道的安全運(yùn)行，國(guó)內(nèi)外因管道內(nèi)腐蝕而引發(fā)的油氣管線安全事故頻頻出現(xiàn)。做好管道內(nèi)防腐是確保管道安全運(yùn)行的重要手段，管道內(nèi)防腐成為油氣管道建設(shè)研究的關(guān)鍵課題，對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道的腐蝕控制極為必要。本文主要對(duì)油氣管道內(nèi)腐蝕發(fā)生的原因進(jìn)行了分析，并就有關(guān)管道內(nèi)防腐技術(shù)作了深入的探討。

關(guān)鍵詞：油氣管道;內(nèi)腐蝕;原因;防腐措施;研究

油氣集輸管道是油氣運(yùn)輸?shù)牡闹匾绞?，它在整個(gè)油氣運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)揮著巨大的作用，油氣集輸中的管道腐蝕問(wèn)題一直是影響整個(gè)油氣傳輸工藝的主要問(wèn)題。油氣輸送管道內(nèi)腐蝕不僅會(huì)引起管線穿孔、破裂，發(fā)生泄漏，降低管線承載能力，甚至?xí)?duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅，油氣集輸管道有效的內(nèi)防腐技術(shù)可以減少管道的腐蝕，提高油氣的集輸安全。因此，探究油氣管道的內(nèi)腐蝕機(jī)理并及時(shí)作出相應(yīng)的防護(hù)措施迫在眉睫。油氣管道內(nèi)壁腐蝕主要由兩方面造成，一方面是油氣中的腐蝕性氣體如H2S、CO2、O2及其它硫化物等直接與金屬管道接觸，對(duì)管道造成化學(xué)腐蝕。另一方面是油氣中含有一定量的水，能夠在管道內(nèi)形成一層親水膜，在管道內(nèi)壁局部形成微電池，造成電化學(xué)腐蝕。

1 油氣管道內(nèi)腐蝕常見(jiàn)類型

1.1 縫隙腐蝕

縫隙腐蝕是由于非金屬材料與金屬材料，或者異種金屬材料、同種金屬材料相互接觸而形成的?？p隙腐蝕是一種較為常見(jiàn)的腐蝕形式，在管道內(nèi)壁銹層下、焊縫氣孔、螺母緊壓面、法蘭連接面都很容易出現(xiàn)縫隙腐蝕，它們是由于縫隙中某種離子累計(jì)、縫隙中酸度變化、縫隙中氧分子的缺乏而造成的。

1.2 應(yīng)力腐蝕

應(yīng)力腐蝕可能是油氣集輸管道金屬內(nèi)部的殘余應(yīng)力，也很有可能是油氣集輸管道外加應(yīng)力，它是一種由于特定腐蝕介質(zhì)與拉應(yīng)力共存的過(guò)程中所出現(xiàn)的腐蝕破裂。殘余應(yīng)力可能是由于管道金屬材料體積變化引起的，也可能是管道金屬材料升溫后冷卻降溫不均勻引起的，也有可能是由于加工制造的過(guò)程中所出現(xiàn)的形變，還有可能是由于冷縮配合、螺栓緊固、鉚合作用所引起的應(yīng)力。

1.3 晶間腐蝕

油氣集輸管道往往都采用合金材料，晶間腐蝕常常發(fā)生在合金晶界處，一旦出現(xiàn)晶間腐蝕，會(huì)導(dǎo)致管道的延伸性和強(qiáng)度都出現(xiàn)大幅度下降的現(xiàn)象，機(jī)械強(qiáng)度變化較快，即使管道的外型尺寸和金屬質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生多大的變化，但是對(duì)于油氣集輸管道結(jié)構(gòu)的損壞卻是極為嚴(yán)重的。

1.4 點(diǎn)蝕

在油氣集輸管道金屬內(nèi)壁局部區(qū)域很容易出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象，而這些點(diǎn)蝕又會(huì)使得坑點(diǎn)或者洞穴向內(nèi)部擴(kuò)展，甚至還有可能會(huì)出現(xiàn)穿孔的現(xiàn)象。油氣集輸管道在氯離子含量高的土壤中很容易出現(xiàn)坑蝕和點(diǎn)蝕。一般在綜合評(píng)價(jià)點(diǎn)蝕時(shí)，都采用最大點(diǎn)蝕深度、平均點(diǎn)蝕深度、點(diǎn)蝕密度等指標(biāo)。

2管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)技術(shù)

油氣管道在出現(xiàn)腐蝕之后，會(huì)表現(xiàn)出管道壁變薄、出現(xiàn)蝕損斑等情況，會(huì)產(chǎn)生一定的安全隱患。管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)管壁的腐蝕情況進(jìn)行檢測(cè)和分析，通過(guò)得到的數(shù)據(jù)來(lái)采取有效地解決措施，以降低不良事故的發(fā)生率。目前，國(guó)內(nèi)外常用的管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)技術(shù)為漏磁檢測(cè)技術(shù)。漏磁檢測(cè)技術(shù)是基于鋼管類磁性材料的高導(dǎo)率這一特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鋼管內(nèi)因?yàn)楦?蝕而產(chǎn)生的缺陷處的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于完好處的磁導(dǎo)率，鋼管在外部磁場(chǎng)的作用下被磁化，當(dāng)鋼管內(nèi)沒(méi)有缺陷的時(shí)候，磁力線會(huì)均勻分布，而當(dāng)鋼管內(nèi)產(chǎn)生缺陷的時(shí)候，磁力線會(huì)彎曲，通過(guò)此種原理來(lái)判斷鋼管 內(nèi)是否存在腐蝕。該種技術(shù)操作非常簡(jiǎn)單，且檢查費(fèi)用比較低，與其他的常規(guī)檢測(cè)方式相比，磁漏檢測(cè)技術(shù)的量化檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度較高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道內(nèi)的持續(xù)監(jiān)測(cè)。但是該種檢測(cè)技術(shù)還存在著一定的缺點(diǎn)，如磁漏檢測(cè)技術(shù)對(duì)于軸向缺陷的敏感性不高，因此，也很難實(shí)現(xiàn)對(duì)于軸向缺陷一類缺陷的檢測(cè)。

3管道內(nèi)腐蝕防腐技術(shù)措施

3.1添加緩蝕劑

添加緩蝕劑是一種從本源上控制集輸管道內(nèi)腐蝕或延緩腐蝕速率的方法。油氣集輸管道防腐技術(shù)一般使用有機(jī)緩蝕劑，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是不改變管道介質(zhì)條件，起到良好的防腐效果;二是成本低，操作簡(jiǎn)單;三是可根據(jù)不同環(huán)境或不同管道材質(zhì)等選取不同的緩蝕劑。緩蝕劑的選擇必須考慮保護(hù)集輸管道金屬材質(zhì)、腐蝕介質(zhì)等，還需要考慮緩蝕劑是否有毒性等。CO2腐蝕、H2S 腐蝕應(yīng)采取吸附性緩蝕劑，使腐蝕物質(zhì)吸附在集輸管道內(nèi)表面形成保護(hù)膜，從而達(dá)到抑制腐蝕的目的。

3.2 管道內(nèi)涂層和襯里防腐技術(shù)

對(duì)油氣管道進(jìn)行內(nèi)表面涂層防腐，它是通過(guò)涂層的隔離效果隔絕腐蝕介質(zhì)和集輸管道內(nèi)表面的接觸，從而達(dá)到防腐效果。使用管道內(nèi)涂層和襯里防腐技術(shù)不但能夠有效防止管道內(nèi)腐蝕的產(chǎn)生和加劇，還可以節(jié)約大量的集輸管材和維修、維護(hù)費(fèi)用。此外，管道內(nèi)涂層和襯里防腐技術(shù)可使管道內(nèi)表面光滑，避免堵塞和事故的發(fā)生。CO2腐蝕、H2S腐蝕可以選擇有機(jī)涂層和襯里含有環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯以及環(huán)氧粉末等。

3.3陰極保護(hù)方式

由于油氣管道所處的環(huán)境特殊，土壤腐蝕、化學(xué)腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)加重管道的腐蝕程度，所以可以采取陰極保護(hù)的方式與防腐層處理相結(jié)合的方式。此種方式在具體的應(yīng)用中主要目的是對(duì)金屬管道進(jìn)行保護(hù)，主要分為犧牲陽(yáng)極和外加電流方法。犧牲陽(yáng)極就是將低電位的金屬涂刷在管道上面，使之成為腐蝕電極，以對(duì)長(zhǎng)輸管道進(jìn)行很好的保護(hù)。外加電流方法就是將陽(yáng)極與陰極連在一起，使兩者之間的點(diǎn)位加大，在陰極點(diǎn)位值達(dá)到一定數(shù)值后就可以進(jìn)行保護(hù)電流的連續(xù)提供，進(jìn)而對(duì)管道進(jìn)行有效的防護(hù)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，油氣管道內(nèi)腐蝕防護(hù)技術(shù)的研究對(duì)管道防腐具有重要的作用和意義。針對(duì)油氣管道內(nèi)腐蝕問(wèn)題，必須針對(duì)各個(gè)影響因素研究制定切實(shí)可行的防腐措施，可以通過(guò)添加緩蝕劑、集輸管道內(nèi)涂層以及襯里防腐技術(shù)以及陰極保護(hù)等技術(shù)最大限度地降低管道腐蝕，保證油氣長(zhǎng)輸管道安全高效運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：李睿（1996-），男，河北保定人，助理工程師，從事油氣管道管理工作。