关于石油管道腐蚀问题及其防护对策的研究

[摘 要]石油作为当今世界的重要战略能源，在工业生产和生活中扮演着极其重要的角色，如何安全运输 石油已成为社会各界普遍关注的问题。管道运输由于成本低收益高的特点被作为石油运输的主要方式，直 接影响着石油运输的安全性。但是管道会因使用期限的延长而产生很多问题，较为常见且又较为严重的问 题就是管道腐蚀，这是一个长期现象。因此，为了确保安全运输石油，应当加强对石油管道工程的建设。 对影响石油管道腐蚀的各种因素加以分析，针对各种腐蚀的成因总结探索出在日常工作中的管道防护措 施，才能有效控制石油管道的腐蚀，延长使用寿命，促进石油管道工程建设的发展。

[关键词]管道；腐蚀；防腐措施

中图分类号：TE988.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0111-02

能源市场的需求扩大无疑推动了管道运输业的发展，国 际性大型供气系统和输油管网应运而生。但由于地下水和土 壤里酸碱盐的反应会威胁石油运输管道的安全，管道腐蚀不 可避免。防腐层的损坏腐蚀不仅会使油气管线穿孔从而造成 油气耗损，还会加重维修负担造成人力资源的浪费。我国石 油管道使用期短、易发生腐蚀的问题已逐渐引起各界重视。 因此，为避免管道腐蚀造成各种安全事故，研究石油管道腐 蚀问题及其防护对策具有一定现实意义。

1 石油管道腐蚀的原理

石油管道材料一般都是金属材质，因电化学规律发生腐 蚀属于自然现象。一般形成腐蚀的条件有三点：第一，有存在电势差的阴阳两极；第二，一个导电回路连接阴极和阳极； 第三，这两极处在导电介质中。由于电流会从阳极向阴极流 动，阳极表面的金属原子随即脱落成为正电离子进入电解 液，所以金属在电解液中会出现腐蚀现象。对于不同类型的 金属材料，其金属流失量也会有所差异。管道腐蚀会影响管 道的使用，对石油运输安全造成严重威胁。金属管道表面腐 蚀坑的形成会令管壁变薄，内部压力的产生使管道鼓包，严 重时会导致爆管。有时管材脱碳，破坏了管道腐蚀处的金相 组织，管壁在没有减薄的情况下也会爆裂。

2 石油管道腐蚀的原因

我国石油管道大多采用的是金属材料，铺设方式一般选 用架空或深埋的方式，受其材质和铺设方式的限制，必然会 存在腐蚀问题。

2.1管道材质的选择

由于石油管道所采用的金属材质中含有大量的S和P， 极易造成管道的腐蚀。此时，金属管道与周围的各种介质接 触随即发生化学或电化学变化，直接破坏金属材料，造成管 道壁形成锈蚀。并且，通常在制造金属管道时对管道表面的 处理十分随意，对管道的腐蚀也会造成影响。

2.2铺设环境的影响

我国多采取深埋的方式铺设石油管道。管道基本都被埋 在土壤中，而土壤是由多种元素组成的含有大量缝隙的胶质 体，空气和水填充在缝隙中，水中含有的盐分所带离子具有 导电性，长期埋在土壤中的金属会与之发生电化学反应从而 形成腐蚀。另外土壤还原电位、电阻率、酸度都会影响到管 道的腐蚀程度。

2.3周围温度和其他介质

无论是架空还是深埋的石油管道，都会因周围温度或介 质的物理变化而受到影响。在深埋管道中，若管道周边土壤 的水分交替改变、受植物根系影响或地下水产生改变都将可 能引起管道腐蚀。随着温度的升高，管道腐蚀的速率会更快。 而温度的高低和管道铺设的深浅正相关。因此，在埋设管道 时，务必要确定好预埋深度，尽可能减缓管道的腐蚀速度。

2.4防腐措施不到位

管道腐蚀问题是不可避免的，因此需要采取合理措施进 行防腐以促使管道防腐蚀能力的提高。但由于实际生活中石 油开采技术存在局限，加之我国对石油管道防腐工作并不重 视，管道防腐措施实施不到位，所使用的防腐技术相对落后， 因而严重影响了我国石油管道防护工作的进程，阻碍了石油 管道工程的发展。

3 石油管道腐蚀防护对策

3.1加入缓蚀剂

缓蚀剂是一种能在腐蚀介质中抑制腐蚀过程、减缓腐蚀 速率的物质，它对不同的介质会有选择性，具有一定的防腐 作用。因此在建设石油管道时，可以通过在一些特定管道加 入缓蚀剂的方法来控制管道的腐蚀程度，防止内壁腐蚀。目 前，加入缓蚀剂这种方法成本相对低廉，但是实施时工艺相 对较为复杂，因而会对工程生产造成较大的影响。所以，在 进行石油管道防护时，一般不能单一使用缓蚀剂，由多种金 属构成的石油管道需要配合使用不同种类的缓蚀剂来达到 防腐的目的。

3.2使用非金属管道

目前，中东许多地区的输油管道使用的都是玻璃钢管道， 而我国仅有极少数地方使用玻璃钢，并未广泛使用。玻璃钢 管道不仅双面防腐、质轻耐磨，而且不易结垢积砂，流体阻 力也非常小。在安装过程中，维护的工作量较小，具有较长 的使用寿命，对水源也不会造成污染。其缺点是抗破坏力差、 机械强度较弱、修复时间比较长，但总体而言综合效益优于 钢质材料，能够使管道使用期限得到有效延长。由于塑料管 材抗腐蚀性强，开发塑料材料管道也可以实现环保，它作为 新型石油管材具有很广的发展前途。以聚丙烯或高度聚乙烯 为基料的钢骨架复合管也是不错的选择，它兼具塑料管与钢 管两者的优点，双面防腐且内壁光滑，管道强度高、耐磨抗 压性强、绝热性能好，尤其是接头不会渗漏，操作相当方便。

3.3加强涂层防护

在管道内壁加强涂层防护是预防石油管道腐蚀的重要 措施之一。对于不同功能和不同输送介质的管道应当合理选 择不同种类的防腐涂料。防腐涂料主要涂在管道内壁，用以 阻绝金属和输送介质所造成的腐蚀，使内壁保持光滑，减 小水力阻力，防止管道内壁沉淀物的形成。在铺设埋地管道 及海底管道时，必须对管道使用有机或无机防腐蚀涂层。熔 结环氧粉末涂层、3层PE结构、煤焦油瓷漆等是现在国内 外比较常用的防腐蚀涂层。熔结环氧粉末物理化学性能较 好，适用温度范围较宽泛，与钢管结合后温度越高固化性能越好，而且耐酸碱腐蚀，能够在各种恶劣环境下使用。但是 抗紫外线和抗划伤能力较弱。3层PE结构防护是熔结环氧 粉末和高密度聚乙烯包覆二者优势的结合，具有高密度聚乙 烯耐损伤和环氧粉末固化性能好的优点，国内的大型石油管 道工程基本首选3层PE涂层。煤焦油瓷漆吸水率低、价格 实惠、耐细菌腐蚀、绝缘性好、使用寿命长，但机械强度较 弱，低温状态容易变脆，且所处的温度范围很小。

3.4采用阴极保护

阴极保护在目前使用较为广泛。它依据腐蚀中的电化学 原理，是一种通过给金属增加负电流使金属阴极化后抑制腐 蚀发展的电化学保护技术。石油管道腐蚀基本都属电化学腐 蚀，油气自身的氧化物质会与金属产生化学反应，造成管道 内壁腐蚀。因此可以采用阴极保护方法控制管道的腐蚀。阴 极保护包括牺牲阳极法和强制电流保护法。牺牲阳极法使被 保护的金属与可提供保护电流的金属相连，被保护金属被阴 极化从而减缓腐蚀速度。强制电流保护法相连的是外加电源 的负极。但由于受到现场环境的影响，而且操作相对复杂， 作业成本比较高，因此在实践中，国内对大口径长运输管道 多采用强制电流保护法，辅之以牺牲阳极法。比如管道进出 口在一些工艺站场可以安装电绝缘装置；在有大型河流穿过 的两河岸通过分别安装锌合金来牺牲阳极。生活中将涂层防 护和阴极保护结合使用也是一种既经济又有效的防腐措施。

3.5加强管道工程质量检测

一方面要结合外部环境对管道材料进行合理选择，另一 方面更要加强对石油管道防腐理论及技术的研究，加强对石 油管道工程质量的检测。石油管道的防腐工作与整个石油工 程的安全运输密切相关，它更关系到人们生命与财产安全， 关系到整个社会的经济发展。因此，需要建立专门的管道腐 蚀防护研究中心，加强对管道防腐监督工作的投入，通过建 立石油管道腐蚀质量防护评估体系，对每一项指标进行检 测，对管道工程的质量加以控制，准确掌握石油管道的地质 情况和周围的环境条件，从而减少因管道腐蚀而对工程质量 造成的不利影响。该防护系统同时也能起到监督检测的作 用，通过定期监测管道工程建设中的土壤以及防腐涂层的情 况，从而达到管道防腐的目的。

3.6对重点部位进行重点防护

造成石油管道腐蚀的原因多种多样，不同的环境条件会 对管道的不同部位造成不同的影响，因此需要在复杂环境中 针对管道的重点部位进行重点防护。管道腐蚀环境的复杂性 要求我们区别对待问题，从而加强对管道腐蚀重点部位的分 析和防护工作。比如，像弯头这类重要的部位需要进行经常性喷铀。对管道重点部位进行防护能够有 效减轻管道局部的腐蚀，从而令自然腐蚀穿孔的概率大幅度 减小。管道施工需要针对性进行防腐工作，这样才能使防腐 技术充分发挥作用，才能保证石油运输的安全与稳定。

4 结束语

伴随经济的快速发展，石油管道工程建设和防护问题备 受重视，石油管道运输的安全关系到人们的生命安全，也影 响着整个石油产业的发展。因此，为了推动整个石油管道事 业的快速发展，必须要加强管道防腐工作，采用新型材料， 掌握先进技术，建立起管道质量防护评估体系，促使管道防 腐性能的提高，不断完善管道管理机制。

参考文献

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