试论油气储运管道防腐技术的应用现状姜宇星

试论油气储运管道防腐技术的应用现状姜宇星

姜宇星

山东昆仑京博能源有限公司山东滨州256500

摘要：在最近几年里，随着我国国民经济水平的提高，我国在管道防腐材料以及技术上均获得了显著的成果，尤其是随着新型材料、新工艺以及新设备的大量涌出推动了我国经济建设的不断发展。经过几年的不断发展，国内防腐技术迈入了新的台阶，然而防腐技术在油气储运管道的使用上还有待提高。

关键词：油气储运管道；防腐技术；现状；应用

引言

我国油气资源的分布极不平衡，为了进一步降低运输损耗和成本，提高生产效率和安全标准，很多地区选择使用管道进行油气储运，以满足不同地区的用油和用气需求。因此，做好油气储运管道的防腐工作，也在一定程度上促进了区域经济发展。导致油气储运管道受到腐蚀的因素有多种，例如管道自身质量不达标，采取的防腐技术不科学，外界环境因素的干扰等。在进行油气储运管道防腐处理时，必须要因地制宜的采取针对性的防腐技术，切实提高防腐效果，延长油气储运管道的使用寿命。

1油气储运过程中管道腐蚀的主要原因

1.1外界因素。

油气储运管道面临的外界环境主要有三种，分别是空气、水和土壤。对于长期暴露在空气中的油气储运管道，在长时间的风吹日晒后，表层防腐涂料逐渐老化、脱落，失去了防腐效果。在降雨或遇到潮湿空气时，导致金属管道外表层出现锈蚀问题。对于埋藏于地下的油气储运管道，地下水和土壤中的无机盐等，也会导致管道表面腐蚀，特别是在酸碱失衡的土壤中，腐蚀速率还会进一步加快。除了自然因素的影响外，人工破坏管道表层的防腐漆，也是导致管道局部出现腐蚀的常见因素。

1.2油气性质。

石油类产品和天然气的主要化学成分是烃类物质，这种物质具有较强的氧化性和腐蚀性。由于油气储运管道是一个相对封闭的环境，烃类物质长期接触金属管道的内壁，导致金属发生氧化，生成更加活泼的氧化物，导致管壁受到腐蚀。例如铁质管材在氧化后，在管道内壁上生成一层疏松的Fe2O3，是铁锈的主要成分。这种物质还具有较强的吸水性，进一步加剧了金属管道内壁的腐蚀。

2管道腐蚀机理

2.1溶解氧的腐蚀机理。

氧作为一种去极化剂，会加速金属的腐蚀，溶解氧是造成油气储运管道腐蚀的重要原因之一。当采出水中溶解氧的含量较高时，可以让油气储运管道的表面生成一层致密的氧化膜，相当于为金属管道提供了一层保护，将管道与外界环境隔绝开，起到了减缓腐蚀速率的效果。反之，溶解氧含量较低时，氧化膜很难形成，因而管道腐蚀速度加快。此种情况下的反应方程式为：阳极：Fe→Fe2++2e-阴极：2H++2e-→2H2O+4e-→4OH-以上反应会生成Fe2+，经过脱水转化为Fe2O3，金属与环境间的物理-化学的相互作用，其结果使金属的性能发生变化。Fe2O3是一种疏松多孔且具有较强吸水能力的化合物，会不断的吸收空气中的水分，这些水分附着在金属管道上，进一步加剧了腐蚀速率。

2.2溶解水的腐蚀机理。

湿腐蚀是金属在水溶液中腐蚀的一种电化学反应。在金属表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电池，金属在溶液中失去电子，变成带正电的离子。与此同时，在接触水溶液的金属表面，电子有大量机会被溶液中的某种物质中和。随着腐蚀过程的进行，阴极或阳极会因溶液离子受到腐蚀产物的阻挡，导数扩散被阻而腐蚀速度变慢。

2.3酸性土壤腐蚀机理。

酸性土壤中存在较多的H+、AL3+和Fe2+等还原性较强的离子，油气储运管道长期被酸性土壤包裹，加上土壤中含有一定量的水分，就形成了天然的腐蚀环境。由于油气输运管道的材质主要是较为活泼的铁，在酸性土壤环境下更容易发生腐蚀。在PH值为3-6的酸性土壤环境中，油气储运管道的反应方程式为：阳极：Fe2++2OH-→Fe（OH）2阴极：O2+2H2O+4e-→4OH-

3油气储运管道防腐技术现状

3.1表面防护技术。

油气储运管道表面防护技术主要是涂刷惰性防腐材料，此类材料往往具有良好的致密性和抗氧化能力，将油气储运管道完全包裹起来，与外部环境隔绝。这样就可以避免潮湿空气等接触管道，在外部防腐材料不出现损坏的情况下，可以保证内部管道不受腐蚀。早期的管道表面防护材料主要是沥青，随着防腐技术的不断发展，现阶段常用聚乙烯树脂、环氧树脂等新型高分子材料，不仅防腐效果更好，而且成本更低，不污染环境。

3.2内防护技术

a.化学药剂。使用化学药剂进行管道防腐也是一种较为常见的技术措施，其中应用较广的化学药剂有缓蚀剂、除氧剂等几种。缓蚀剂的防腐原理是在油气储运管道的表层形成一层沉淀膜，降低了金属管材表面的活化能，从而达到了抑制腐蚀速率的效果。除氧剂主要应用于管道内壁，由于油气储运管道投入使用后，内部相当于一个封闭环境，使用除氧剂可以将管道内部氧气吸收，降低了氧化反应，也是一种降低腐蚀速率的有效措施。b.内涂镀层技术。在管道内壁均匀的喷涂一层惰性金属漆，原理与管道外部的防腐漆类似。在内涂镀层防腐时，需要掌握以下技术要点：首先，要做好管道内壁清洁工作，包括内壁上的灰尘、油污以及铁锈等，必须要提前处理干净，并保证内壁干燥。这样才能保证喷涂的防腐镀层能够与管道内壁完全贴合，延长镀层使用寿命。其次，要保证镀层均匀、光滑，降低油气运输时管道内壁与油气产生的摩擦，不仅可以优化防腐效果，而且保障了油气储运的安全。c.衬里技术。使用一些非金属材料，粘附到油气储运管道的内壁上，形成一个高强度的内衬层，达到防止管道内壁腐蚀的目的。与内涂镀层相比，衬里技术的优点在于可供选择的内衬材料更多，常用的有聚氯乙烯塑料材料、玻璃钢材料以及高弹性橡胶材料等。不同衬里技术的施工方法和适用情况有较大差异，例如聚氯乙烯塑料除了能够达到防止腐蚀外，还有较好的绝缘性能和耐磨性能；玻璃钢具有光滑、易清洗的优点。

4油气管道防腐技术中应注意的问题及防腐蚀研究进展

在进行管道防腐时，应当首先明确油气储运管道所在区域的外部环境，以及可能导致管道腐蚀的主要原因，有针对性的选取防腐措施和防腐材料。在进行管道的现场安装时，工作人员应当做好相关的质量检测，还有就是展开必要的防腐试验。新材料的研究与应用，是推动油气储运管道防腐技术不断创新的关键。例如使用缓蚀剂进行防腐，虽然可以取得较好的防腐效果，但是大量使用缓蚀剂可能会造成油气污染。目前新研发的一种绿色环保型缓蚀剂，主要成分是氨基酸类物质，降解后不会对油气产生污染；还有就是使用在线检测和评估技术，能够对油气储运管道的腐蚀速率、阳极消耗速度等进行动态监测，方便管理人员更加直观的掌握管道腐蚀现状。另外像“等离子体技术制备抗腐涂层技术”、“石墨烯添加剂防腐技术”等，也是近年来我国在油气储运管道防腐工作上取得的新进展。

5结束语

做好油气储运管道防腐在节约资源、防治污染和保障管道沿线安全等方面发挥了重要作用，在明确了导致油气储运管道的腐蚀因素和腐蚀机理后，可以采取针对性的防腐技术，保障油气储运管道的运行安全。今后要加大投入做好新型防腐技术研发，为保障我国油气储运安全和满足区域用油和油气需求奠定基础。

参考文献：

[1]陶文金，杨志炜，吴秀全，等.油气田老管道外腐蚀综合检测及评价方法[J].腐蚀科学与防护技术，2017（2）：188-194.

[2]程猛猛，赵文峰，杨圃，等.输油管道防腐技术存在问题及解决办法[J].全面腐蚀控制，2017，31（3）：29-32.