谈石油埋地管道腐蚀问题防范

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关键词:石油埋地管道;腐蚀;防范

我国石油与天然气的运输主要由集输管网和长输管网的油气管道网运输，因为管道运输不但最经济并且最高效，有着不可替代的位置。我国的油气管道大部分为埋地金属管道，由于长期在地下，受到地形复杂、土壤性质、各种自然灾害以及管道老化的影响，都会导致管线事故几率增加，甚至管道报废。管线事故对于经济和资源都是巨大的损失及消耗。在我国，因为金属管道腐蚀而引发的事故与灾害约占30%。所以，要积极的探索关于石油埋地管道腐蚀中的问题与防范措施，提出有针对性的解决策略，以及对管道腐蚀防护系统进行定时检测与改进，从而降低事故发生概率来加长管线使用寿命。

1石油埋地管道的影响因素

1.1土壤性质因素

绝大部分管道都是金属材质，在土壤中的埋设会因为土壤性质因素而导致腐蚀问题的出现。因为土壤中存在不同的金相结构，制成管道的金属材料十分容易与土壤中不同的金相结构发生化学反应，从而出现腐蚀性电流和电解质等情况，随着时间累积更加重了其土壤腐蚀的恶化。一般埋在土壤中的管道外壁会加以防腐处理，但是由于管道是不停运转的，日积月累外壁的防腐物质会不断与土壤融合或者出现脱离等现象。这会加重破坏外壁防腐层的防腐保护，最后导致石油埋地管道外壁与在土壤中的腐蚀性物质相互接触，从而造成管道腐蚀现象的出现。

1.2温度因素

石油管道中流动的介质产生温度的变化也同样会影响腐蚀情况的轻重，管道外部的温度随着一年四季外界温度的变化而不同。在长时间暴晒下石油管道外部环境的温度会升高的时候，温度较高的管道部分腐蚀速率将加快，所以为了减少温度对管道腐蚀的影响。一般的方法是会将管道的埋设继续加深来提高管道的使用安全，防止腐蚀的现象。

1.3微生物腐蚀

微生物腐蚀是存在于石油埋地管道中非常普遍的一种电化学腐蚀现象，即由于因为微生物影响的腐蚀及微生物产生的腐蚀。本质是因为埋于地下的天然气管道与管道内的微生物之间长期产生直接接触，从而管道内外壁之间产生一定的化学反应，导致腐蚀现象的形成。根据调查，每年因为微生物腐蚀石油埋地管道都会损失较大的经济效益，因此加强对于微生物的防范已经是亟待解决的问题。

1.4油气腐蚀

在管道使用时间不断的增加下，一定会使管道老化更容易受到腐蚀。流动在石油埋地管道中的介质或多或少会存在着相应的腐蚀性。当然在时间较短的范围内并不会严重腐蚀管道造成损害，但随着使用时间逐日递增，内流动在石油埋地管道中的介质依然对石油埋地管道所发生的腐蚀程度会渐渐加深［1］。石油介质中的部分硫化合物本身性质也具有腐蚀性，比如H2S，与水接触后的H2S气体具有很强的腐蚀性，很可能对金属管道造成腐蚀。硫化合物在含量少的情况下并不容易腐蚀管道，但是随着时间积累，硫化物逐渐变多，在一直接触的情况下会腐蚀管道内壁，进而使得腐蚀程度大大加深。

2石油埋地管道腐蚀的危害影响

2.1经济影响

在经济效益方面，石油埋地管道腐蚀的问题都会带来重大的经济损失。腐蚀现象在石油埋地管道很多区域出现的时候，就需要相关工作人员进行对管道的维护，从而使得在管道方面后期的成本大大上升，导致经济效益缩减。更严重的情况是腐蚀一直积累在石油埋地管道中到达严重的程度时，将使得管道直接发生泄漏，这种情况则会直接造成额外且数目较大的损失［1］。埋地管道泄漏现象给很多各地区的企业都直接带来了严重的经济损失。

2.2安全影响

在开发和输送石油的工作环节一直都存在着很高的危险性。因为石油具有可燃性，当石油埋地管道腐蚀现象严重时而导致管道使用安全大幅度下降，会无法保障周边区域的人员安全性。如果发生管道泄漏的面积大，很可能会导致更严重的事故灾害。这些事故灾害都会严重地威胁到石油埋地管道周围片区的生命和财产的安全。

2.3环境影响

石油作为一种普及应用于生活的能源，在现代化建设和发展中有着重要的地位。因为石油资源自身的属性的原因，如果石油埋地管道腐蚀现象严重的时候引发管道泄漏，其中的有害物质必然会对周边的动植物及环境造成严重的恶劣影响。

3石油埋地管道腐蚀防范

3.1涂刷防腐层

对于埋地管道防腐最基本且必须采取的防范是对管道进行开展防腐层的涂刷或喷涂工作。在管道进行完涂刷防腐材料之后，防腐材料通过固化所形成能起到隔离作用、绝缘作用、附着作用的保护膜，大大提高石油埋地管道的使用时间，确保油气资源可以得到安全且稳定的传输。防腐层的材料有许多种，但都首先得满足能与金属有很好的黏接性，绝缘电的能力好，必须要防水同时防腐材料的化学稳定性较高，考虑到经济实用的方面，同样要确保防腐层的材料易修复，施工操作简单和低成本价格的要求［2］。目前使用的埋地石油管道的外防腐层基本是有机材料，种类较多有石油沥青防腐涂层、聚乙烯防腐层、聚乙烯胶黏带防腐层、聚氨酯泡沫防腐保温层和熔结环氧粉末涂层等种类。

3.2缓蚀剂技术

缓蚀剂普遍用于传输流体类物质的管道中，也取得了不错的应用成效。使用缓蚀剂的作用是可以极大程度上使管道内壁腐蚀速率变低，缓解油气介质对于管道内壁的腐蚀，延长管道使用的安全使用时间。在实际工作过程中，缓蚀剂尽管可以保护管道内层，但是难以保护到管道的外层，所以还需将外层防腐涂层等技术与内层防腐技术相辅相成的使用来提升管道整体的防腐能力，有助于延长管道的安全使用时长，避免腐蚀问题的出现。想要使缓蚀剂与管道内壁充分接触，发挥更高的作用，可在缓蚀剂中加入阻垢剂和杀菌剂，并且定期清洗管道中的沉积物。

3.3阴极保护

阴极保护法有两种最主要的方法。首先是牺牲阳极法。牺牲阳极法是将被保护金属与一种电位更负的金属材料或合金相连接起来，在被保护金属与电位更负的金属材料形成的“电池”中，被保护金属为阴极，电位更负的金属材料则为阳极被优先腐蚀从而能有效对被保护金属的保护，多用于短距离且分散的管道。然后是强制电流法，强制电流法是把被保护金属与外加电源的负极连接在一起，把另一辅助阳极接到外加电源的正极，利用外部的阴极电流在管道和辅助阳极间形成较大的电位差，进行阴极极化的方法，保护原理是:外部电源通过辅助阳极将电流提供给被保护金属，使被保护金属在地下为阴极，使被保护金属不发生氧化反应，避免被保护金属的腐蚀，多用于长距离且被保护面积大的情况［3］。

3.4采用新型管材

聚乙烯管材是管道材料应用最广泛的材料之一，但是聚乙烯管材的受压能力较差，受压力影响聚乙烯管材的使用限制。材料为强力聚乙烯管材和加内衬钢管发展前景的较好。对于强力聚乙烯管，不但能保护管道的内部，而且能将外壳一起结合。管道外部使用玻璃钢加工，在管道的内部用金属材料通过对聚乙烯管对管材进行加厚。如果条件允许，可普及运用新型管材，如玻璃钢管道、塑料管材等。这样能够大大提高管道的安全使用时间。

3.5提高管道焊接质量

在铺建石油埋地管线的任务下，存在着较多的管道焊接方面的任务。而管道焊接工作的不规范，将出现瑕疵。焊接区域所出现的瑕疵可能会优先被腐蚀，使得腐蚀现象在管道的瑕疵区域内速率加快。因此，需要提升工作人员的焊接水平，在焊接管道的过程中提高对焊接的质量要求。

4腐蚀监测

4.1环境腐蚀性检测

针对埋地石油管道的环境腐蚀检测。首先是土壤腐蚀检测，在检测土壤腐蚀性的时候，首要工作是要求确定土壤腐蚀性的参数，找出合适的测量方法，最后得出能够适用的土壤腐蚀在不同材料埋地石油管道上特点的规律。然后是杂散电流腐蚀检测，在检测杂散电流腐蚀性中，一般用测量石油埋地管道对地电位的偏移量，测量石油埋地管道附近土壤中的电位梯度来识别杂散电流的腐蚀影响。

4.2外防腐层检测

外防腐层破损检测技术有交流电流衰减技术、密间隔电位测试、人体电容法、直流电流电压法、直流电位梯度法等。当下需要解决的首要任务是外防腐层剥离的检测。针对外防腐层的绝缘电阻率、破损情况、外防腐层厚度、粘结力检测评价方面，主要有RD－PCM400、SL管线探测仪、膜层测厚仪等。一般用直流电位梯度法与智能杂散电流检测仪(SCM)综合检测对于外防腐层破损点大小与严重程度。

4.3阴极保护系统检测

在检测阴极保护系统情况中，首先测量管地电位，然后测量管道沿线电位分布。管地电位测量在于分析和消除IR降误差取得管道真实保护电位，采取密间隔断电法(CIS)［4］。

4.4环境应力腐蚀开裂检测

环境应力腐蚀开裂是很难预知的，是极其严重的腐蚀灾害。现阶段可以确定环境应力腐蚀开裂的土壤环境有两种，第一是高pH值环境应力腐蚀开裂，第二是近中性pH值环境应力腐蚀开裂。环境应力腐蚀开裂的发生有关于实际土壤，需要对我国实际土壤环境进行调研。

4.5管道管体腐蚀检测技术

管道管体腐蚀检测基本分三种，首先可以用内腐蚀预检测技术，然后也可以用智能内检测技术最后是管道腐蚀外检测技术。局部腐蚀现象多出现于石油管道内腐蚀，因为局部腐蚀所在区域由输送流体自身的性质、管件的尺寸结构和精确位置流体的流速等所产生相对的规律性，所以一般分析石油管道中出现的冲蚀规律去确定管道的稳定性较低的位置。管道外腐蚀检测大多就是常规的无损检测方法。

4.6管道腐蚀监测技术

对于存在差别的腐蚀环境，有各种对应的监测管道腐蚀技术。我国在初期使用的是挂片失重法来检测土壤中的腐蚀情况，但挂片失重法的检测周期太长，需要大量的材料，对时间和人力都是很大的消耗，不易发现挂片在土壤中具体时间段的腐蚀变化。近代为了提高腐蚀监测的效率更快发现腐蚀造成的危害，便发展了许多实时监测技术，如超声波法、电阻法、电偶法、声发射法、射线技术等［5］。

5结语

在现展中，石油一直扮演必不可缺的角色。在石油供给量不断增加的情况下，管道也随之变多。首要任务就是处理好如何防范管道腐蚀。使用阴极保护的方法是现如今所使用方法中一直认为是效果极佳的保护方法并且在埋地管道的腐蚀保护上普及应用;在石油埋地管道的内外表面进行涂刷或喷涂防腐涂层的工作，如果能再配合阴极保护法将很大程度上能够延长管道的使用时间。最后如果能够及时的检测，使用更数字化、智能化的方法去实时监控，就可以使得管线更加安全可靠。

参考文献:

［1］李云阁.浅析石油埋地管道腐蚀问题及防腐策略［J］.化工管理，2020(20):183－184.

［2］张鹏，赵国仙，毕宗岳，等.油气管道内防腐涂层性能研究［J］.焊管，2014，37(01):27－31.

［3］杨慧敏.城市燃气管道防腐设计的思考［J］.黑龙江科技信息，2014(01):215.

［4］潘一，孙林，杨双春，等.国内外管道腐蚀与防护研究进展［J］.腐蚀科学与防护技术，2014，26(01):77－80.

［5］潘煜.关于石油天然气管道的腐蚀与防护措施分析［J］.当代化工研究，2017(11):31－32.

作者：张亚楠 单位：西安石油大学