油气管道常见腐蚀原因及防护措施应用

油气管道常见腐蚀原因及防护措施应用

荀卫民  

国家管网西部管道公司乌鲁木齐输油气分公司830000   

摘要：油气管道运输是石油或者成品油、天然气等最基础的运输手段，但是因为管道铺设在地下，所以它很容易遭受到物理腐蚀，再加上石油和天然气自身的化学腐蚀等因素，很可能会导致石油和天然气的泄漏、爆炸、火灾等事故发生，所以，要保证石油和天然气的安全输送，必须要对石油和天然气管道进行防腐处理。本文从油气管道常见的腐蚀原因入手，并介绍相应的防护措施。

关键词：油气管道；腐蚀原因；防护措施

石油和天然气是非常重要的能源，在我国经济不断发展的过程中，对于能源的需求也在不断地增加，油气管道是石油和天然气输送的重要工具，其重要性不言而喻。油气管道在运输过程中会受到很多因素的影响，如介质、温度、压力、杂散电流等。在油气管道运输过程中，如果发生了管道腐蚀，就会导致管道失效，给油气生产带来严重损失。因此，在运输油气管道的时候必须要采取有效的防腐措施，避免发生更多的管道腐蚀事故[1]。

一、常见油气管道腐蚀原因

（一）土壤腐蚀

土壤中含有很多腐蚀性物质，如水、二氧化碳等。这些腐蚀性物质与土壤接触后，会对管道造成腐蚀。此外，土壤中还含有各种离子，如钠、钾、钙、镁等元素以及硫离子等，这些元素都会对金属产生化学作用，进而使金属材料受到腐蚀。同时，土壤中有的还存在少量的杂散电流，比较容易发生电解质作用。

（二）大气腐蚀

大气中含有大量水分和氧气，这些物质与油气管道接触后会对其产生腐蚀作用。另外，空气中的水蒸气、二氧化碳和其他气体也会对油气管道造成影响。

（三）微生物腐蚀

微生物腐蚀是指在各种原因（如温度、湿度等）的作用下，土壤中的微生物将金属材料或其他非金属材料分解的过程。这些分解反应可能是化学反应（如氧化）或物理反应（如电化学反应），也可能是化学反应（如生物作用）。

      （四）水腐蚀

一些管道由于地域原因，会将其放置在海河当中，也会造成管道的腐蚀。由于一些水的溶氧浓度、酸碱度、水的硬度、水流快慢、水的温度等等一系列因素都会影响管道的使用寿命。

（五）化学腐蚀

油气管道的化学腐蚀作为管道腐蚀最常见的因素之一。由于管道一般以金属材质为主，非常容易与非电解质发生化学反应，减短管道的使用寿命。一般将化学腐蚀以腐蚀物进行划分，分为两种腐蚀类型气体腐蚀和溶液腐蚀。气体腐蚀以油气管道中所存在的气体腐蚀为主，造成管道的氧化、生锈等损伤。溶液腐蚀是非电解质溶液的腐蚀，主要以管道中输送的原油等液体腐蚀为主[2]。

（六）电化学腐蚀

石油和天然气管线的腐蚀与化学腐蚀不同，它还可能与电解液发生电化学反应，从而引起管线的腐蚀。造成这一现象的主要原因是，石油和天然气管线中的电解液中存在着一种具有腐蚀性的原电池，当电流通过管线时，极易发生电腐蚀。油气管道埋置在地面之下，与周围土壤、水、湿、冷气体等接触，极易发生外部腐蚀，而油气管道在输送时，由于污水、石油和天然气等因素的影响，其内部腐蚀均属电化学腐蚀[3]。

（七）应力腐蚀

应力腐蚀是继电化学腐蚀后产生的一种衍生的腐蚀，在电化学腐蚀产生后，与机械、微生物等发生作用，在此作用下，就会产生应力腐蚀，应力腐蚀虽是一种衍生腐蚀，但其强度也很大，极易导致油气管道的开断裂，造成严重的油气泄漏，因此，应力腐蚀对油气管道的运输安全，是一个巨大的挑战与危险。

二、油气管道防腐蚀措施应用

(一)改善土壤环境

土壤的腐蚀情况与土壤中含有的化学成分有关，在土壤环境较为恶劣的地区，可以通过对土壤进行改造来改善土壤环境。在进行改造时，可以通过增加土壤成分和密度来改善土壤环境。通常情况下，这两种方式可以提高土壤环境对管道的防护作用。

     （二）做好油气管道的外部腐蚀

油气管道想要延长使用寿命，做好管道的外部防护是十分重要的。对于油气管道要做好外部的防腐处理，采用防腐绝缘和阴极保护双重防护层。所谓的防腐绝缘层就是给油气管道外部用防腐绝缘的材料进行包裹或是涂抹，将管道与外部隔离，杜绝管道外壁与土壤、大气等外界环境接触，以此来保护管道的外部状态。阴极保护法就更加适用于金属材质的管道，阴极保护法一般分为两种形式，一种是牺牲阳极的阴极保护法，将管道上连接上一个比管道材质还原性更强的金属或是合金的材料，利用原电池的原理，还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而消耗，而管道作为正极就可以减缓管道的腐蚀状况；另一种就是外加电流法，主要用在大型设备的阴极保护或者土壤电阻率比较高的环境中的设备的阴极保护，强制电流阴极保护法是指将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制[4]。

（三）做好油气管道的内壁防护

与油气管道的外壁相比，管道内部的腐蚀力度也不容小觑，由于管壁常年被石油、天然气等物质相接触，这些物质本身自带的腐蚀性物质就比较多，再加上溶解氧、二氧化碳、油气中的颗粒杂质、油气的温度等综合因素，对于内壁的防护也不能松懈。首先，由于在管道内壁，一些防护措施不能够轻易进行可以采取涂抹防腐层或进行适当的电化学保护的方式。其次，在考虑经济状况允许的情况下，可以对管道内流经的物质进行一定程度的讲解处理，减少那些腐蚀性物质进入管道，或是加快流速，减少腐蚀性物质与内壁的接触时间。最后，不管是涂抹防腐材料还是降低腐蚀性物质浓度来说，这都不是长远的办法，最重要的还是选用耐腐蚀的材料来制造油气管道

[5]。

（四）加强油气管道的腐蚀的监控与管理

在油气管道的运输中，要加强对管道腐蚀的监控与管理力度，及时发现问题解决问题。要加强对油气管道的运输进行动态监控，尤其是对所处环境比较复杂的油气管道，做到专项监控、实时监控。再就是要对监控数据进行综合研究处理，形成一种合理有效的监控模式。同时，加强对油气管道腐蚀技术的管理，建立专门的研究开发新的防腐技术的部门，加强管道的防腐管理，对部门的员工要及时进行培训，加强防腐部门员工的综合素养和工作技能，研发新型的防腐技术，引进高新技术，将计算机技术运用到管道防腐的监测和管道中，延长油气管道的寿命，切实保护好管油气管道安全[6]。

总结：

随着科学技术的不断进步，特别是在石油天然气资源的开采、储运领域，人们对于油气管道的品质要求越来越高，油气管道的安全是我国油气生产和运输的重要保证，所以就必须熟悉掌握油气管道的腐蚀原因、腐蚀现象以及油气管道防护措施，对管道中存在的腐蚀问题进行深入的研究，并按照腐蚀的不同原因，对其进行分类处理，并对防腐技术进行持续的完善，同时还要持续强化对其的管理和监控，只有这样，才能切实地保证油气管道的运输安全，做到有针对性地采取油气管道防护措施，减少油气的损失，实现资源的可持续开采利用。

参考文献：

[1]赵宁. 浅议油气管道腐蚀原因与防范措施[J]. 内蒙古石油化工, 2021.

[2]李宇霆. 埋地油气管道腐蚀机理研究及防护措施[J]. 全面腐蚀控制, 2022(002):036.

[3]孙佳楠. 浅谈油田输油气管道腐蚀的预防措施研究[J]. 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2021(12):2.

[4]蔡越. 关于石油天然气管道腐蚀及其防护措施分析[J]. 中国科技期刊数据库 工业A, 2022(1):3.

[5]刘洪威. 石油天然气管道腐蚀及其防护措施的研究[J]. 中国科技期刊数据库 工业A, 2021(8):2.

[6]杜少波. 浅谈长输油气管道的腐蚀现象与防腐措施[J]. 中国科技期刊数据库 工业A, 2021(4):2.