原油输送管道腐蚀原因及防腐探讨

原油输送管道腐蚀原因及防腐探讨

赵明月

（大庆油田有限责任公司储运销售分公司庆哈输油大队  黑龙江大庆  163000）

摘要：对石油和天然气等原材料的迫切需求，以及固定的开发区域，导致了原油运输行业的形成。作为工业发展的必要原料，油气资源的重要性不仅体现在衣食住行的方方面面，而且在一定程度上对农业发展产生了一定的影响。因此，国家政府、相关企业对原油运输工程重视度极高。管道作为基本的运输方式之一，原油的低电导率本质上不会对管道造成腐蚀或腐蚀作用很小。然而，近年来，运输中腐蚀频繁，不仅造成资源浪费和成本不可控，也极大程度上威胁到原油运输安全。一些原油运输管道腐蚀问题造成的管道泄漏事故，给原油运输防腐工作敲响警钟，分析和研究原油运输管道防腐问题势在必行。文章分析了原油输送管道腐蚀原因，以及探讨其防腐措施的应用。

关键词：原油输送管道；腐蚀原因；防腐措施

我国石油管道运输事业快速发展下，运输技术大大提升，显示出显著的经济、节能、环保等方面优势，其中钢制管道腐蚀是容易发生泄漏的一种管道，常常由于腐蚀而导致其失效，并影响到输油管道的寿命和使用效益。在原油运输行业，需重视分析探究管道腐蚀原因和防护措施，并切实落实在实际工作中，能够针对性预防、解决腐蚀问题。

1. 原油输送管道腐蚀原因分析

腐蚀是一种破坏性侵蚀现象，这种化学过程中，主要是金属和周围环境发生化学或电化学反应，其中电化学反应较多。根据这一特点，可分为两大腐蚀类型，即化学腐蚀和电化学腐蚀。

1.1化学腐蚀

由输油管道表面与接触的氧化剂之间的纯化学反应引起的损坏。在这个过程中，电子在金属和氧化剂之间直接转移，而不产生任何电流。例如，金属在空气直接暴露，其表面会有一定的化合物生成。此外，金属输油管道也会受到油品中一些介质影响，比如多重硫化物、有机酸及其氧气等，这些物质会化学腐蚀金属输油管道。

1.2电化学腐蚀

输油管道电化学腐蚀区别于化学腐蚀，是金属管道与可电解介质接触后产生作用，表面形成原电池而被腐蚀。比如大气、土壤时，其中的水分会作用，进而生成电解质溶液，本身金属是具有杂质的，各类元素电位不同，就会引发原电池反应。

除了这两大类腐蚀外，受到杂电流、微生物影响的输油管道也可能被腐蚀，引发腐蚀的主要因素有两个，一是金属的性质，二是接触介质。原油输送管道的腐蚀遵循以下模式：

1）管线设计规格不当，管道较大而实际运输量小，导致原油缓慢流动，其中含有较多水分，不利于长远输送长久使用，容易穿孔；2）集输管线底部腐蚀高发；3）我国输油工程中，没有采取内防腐措施的管道较多，如果采取了内防腐措施，则可显著降低腐蚀程度；4）运输的油品中含有水分、沙、氧气、二氧化碳、硫酸盐还原菌等，其含量越高则容易产生严重腐蚀；5）管线材质不同，则产生的腐蚀程度存在差异。金属中所含非金属夹杂物，会对金属的耐腐蚀性造成很大影响，比如MnS、Ca、Si、Mn、S等，与螺纹钢管相比，无缝钢管的抗腐蚀性更强；6）管线流体混乱程度越强，则产生腐蚀越小；管线下游层流趋势明显，则会产生相对严重的管线腐蚀[1]。

2.原油输送管道防腐处理措施

2.1合理开展防腐设计

在规划建设输油管道初期，需核算来设计管线大小，使二者匹配，避免规格大流量小等问题，否则会加快管道腐蚀。同时初期阶段需合理选择管道材质和防腐措施，需综合运输油品特性、管道所处环境特点来选择，其中含有杂质和腐蚀物较多的情况下，所选管道也需具备更强的抗腐蚀性，并对内部采取合理措施进行防腐处理。

2.2埋地管道的防腐绝缘

（1）内防腐，主要需处理好油品的洁净度问题，如果油品中有残留杂质会导致内壁形成原电池，导致腐蚀，腐蚀产生修片会污染原油。内防腐中需涂抹质量好的耐油防腐涂料，具备良好化学稳定性好、机械性。先处理底材，后用喷丸除锈，做两道底漆、涂两道面漆，控制好各层涂漆厚度。

（2）外防腐，埋地管道防腐绝缘措施应根据土壤电阻率设置，如果大于20Ω、位于20~50Ω之间，这二级需采取加强绝缘措施，如果大于50Ω，则采取普通绝缘。可使用环氧煤沥青和玻璃丝布这类耐油性、耐细菌腐蚀性和抗阴极剥离性较好的材料。

2.3阴极保护法

1）牺牲阳极阴极保护法：连接管道与比其电位更负的金属、合金会形成腐蚀电池，后者腐蚀溶解产生保护管道的电流。该技术成本低，维护少，但难以实现大范围、长久保护，需定期更换。

2）外加电流阴极保护法：将外加的直流电源负极与正极分别与输油管道、另一辅助阳极连接，外加电流在管道和附属阳极间形成的电位差较大，此时阴极为被保护金属，从而对其保护。该技术可以调节电流，有长距离保护的优势，且可在恶劣环境使用，但成本高、维护要求严格，这些不足影响其实际使用[3]。

2.4涂料防腐

（1）有机防腐蚀涂层

有机物的耐酸性、耐腐蚀性好，因此被广泛用于管道防腐涂层。其种类较多，因此研究范围也较广。

石油沥青及煤焦油放腐蚀涂层。石油沥青被用于防腐的历史已久，其效果良好，可以耐酸碱侵蚀，且这种原材料来源广、成本低，并具备较好的绝缘性、粘结力强、抗剥离性等；这类涂层的缺点也比较明显，就是机械性能强度低，容易受细菌和植物根部影响而损伤，同时缺乏足够的热稳定性，高温环境下流淌性强，而低温又容易破碎，并逐渐老化难以发挥抗腐蚀作用。针对其缺点，为保障使用性能，在使用过程中通常需配合使用玻璃布等防腐蚀胶带。

环氧类防腐蚀涂层。这种金属管道防腐蚀方法得到国际公认，有着优良的效果。环氧类涂层为热固性材料，其中含有环氧树脂、固化剂，可以较好的粘结力好，形成光滑表面，且涂层致密性、耐盐碱性好。

金属管道橡胶防腐蚀涂层为新型工艺，再制作废旧胎面再生橡胶，将其做成缠绕带，先对管道除锈，之后将底漆涂好，在管道上缠绕做好的缠绕带，经过蒸气硫化形成橡胶涂层，这一涂层有特定厚度，平均每毫米厚度耐电值约为7000V，具有显著的电绝缘性能优势，尤其是对盐水的抗性较好，可以避免被其浸泡腐蚀，因此多在土壤含盐量高的油田地区输油管道使用。

（2）无机防腐蚀涂层

无机非金属材料具有不老化的优点，且耐腐蚀性、耐磨性、耐温性能好，因此被很多国家重视，加大对无机防腐蚀涂层工艺的研究力度。

陶瓷涂层耐腐蚀性、耐氧化性和耐高温性好，较高的化学稳定性使得其被广泛应用，目前发展出的热喷涂、机关熔敷陶瓷涂层等工艺，可用于制备金属管道陶瓷涂层，以及其他制备方法，比如化学/物理气相沉积、溶胶-凝胶等陶瓷涂层制备方法，在金属管道防腐涂层中发挥着重要作用，相对而言后几种技术应用较少。

热喷玻璃涂层。该技术能有效结合热喷涂技术、传统搪瓷技术，用火焰喷涂外壁，内部借助外壁火焰喷涂产生的热量预热管道，用氮气进行釉料输送使其在管壁熔化，形成的非金属涂层具有良好的耐磨性和抗腐蚀性，同时涂层中含有致密性、耐腐蚀性、耐磨性优良的玻璃相，光滑表面降低了，作为内涂层使用还可发挥作用使流体阻力降低。

2.5介质处理

1）消除腐蚀物：油品中水分、沙、氧气和硫化物是对管道腐蚀威胁最大的物质，输送油品前需进行物质分离处理，避免油品中含有太多腐蚀物质，尽可能的保护管道；2）应用缓蚀剂：将适量缓蚀剂加入运输的油品中，避免腐蚀物质腐蚀输油管道。同时，不同的缓蚀剂有不同的缓蚀机理，同时运输油品也存在品性差异，因此要合理选择缓蚀剂，综合油品成分、含有腐蚀物含量来选择，品种和工艺、用量合适，才能真正发挥出防护作用。

2.6连接线法

通过连接线人为提供低电阻通道，以避免输油管道的杂散电流穿过受阴极保护管道的辅助构筑物和外界管道造成电解腐蚀，常见电连接回路型式就是直接、极性、强制和接地排流法。

3.结束语

针对原油输送管道腐蚀问题及其造成的危害，我们需客观认识，找到问题的根源，采取相应措施来避免形成腐蚀条件，解决腐蚀问题，做好防腐处理，保障原油运输顺利进行。

参考文献：

[1]常胜龙. 油气储运中输油管道防腐工艺的研究 [J]. 中国石油和化工标准与质量, 2023, 43 (15): 13-15.

[2]王智泽. 原油输送管道腐蚀原因及防腐措施 [J]. 全面腐蚀控制, 2023, 37 (02): 80-82.

[3]丁东升. 输油管道腐蚀问题与防护措施研究 [J]. 全面腐蚀控制, 2021, 35 (06): 134-135.