侯明（中國(guó)石化西北油田分公司石油工程監(jiān)督中心，新疆 烏魯木齊 830011）

淺談石油管道工程的防腐技術(shù)

侯明（中國(guó)石化西北油田分公司石油工程監(jiān)督中心，新疆 烏魯木齊 830011）

石油的運(yùn)輸有多種方式，目前我國(guó)采用的主要是效率高、耗能少的管道運(yùn)輸。石油天然氣是一種很復(fù)雜的物質(zhì)，具有高能高壓、有害有毒、易爆易燃等特點(diǎn)，因此，在采用管道運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候一定要保證其安全性。其中，腐蝕就是威脅管道安全的一個(gè)重要因素，因此要采用科學(xué)的技術(shù)和方法來(lái)對(duì)管道進(jìn)行管理，重點(diǎn)做好防腐蝕的工作。本文從石油管道防腐的重要性、管道腐蝕的原因、以及如何開(kāi)展石油管道的防腐工作等方面來(lái)探討研究。

石油管道工程；防腐蝕；對(duì)策

做好石油管道的防腐蝕工作，可以提升石油運(yùn)輸?shù)陌踩?，相?yīng)得就可以減少鐵路、公路運(yùn)輸?shù)膲毫Γ劝踩奖?，又可以減少資金的花費(fèi)，為國(guó)家和人們帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

1 石油管道防腐蝕的重要性

石油管道大多都是以鋼材為主要原料來(lái)制造的，石油的成分很復(fù)雜，管道內(nèi)部金屬材料有的很活潑，比如鐵這種金屬，會(huì)和石油里的硫化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成腐蝕。而且鋼材表面容易受到環(huán)境變化的影響，隨著時(shí)間的推移和環(huán)境溫度、濕度的變化，管道就可能會(huì)發(fā)生腐蝕。腐蝕不僅僅只是表現(xiàn)在顏色和外形上，如果腐蝕的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)縮短管道的壽命造成管道的變形和損壞等，不能使石油的運(yùn)輸正常安全的進(jìn)行【1】。還會(huì)造成石油的泄露，給環(huán)境造成很大的污染，危害人們的健康。

2 造成石油管道腐蝕的原因

2.1 化學(xué)腐蝕

運(yùn)輸石油的管道大多都是以鋼鐵為原材料制造的，鋼鐵不屬于純凈物質(zhì)里面含有多種金屬和雜質(zhì)?？諝獾某煞址浅?fù)雜，不僅有氧氣和二氧化碳，還有氯氣和硫化氫，長(zhǎng)期暴露于空氣之中，金屬就會(huì)發(fā)生硫化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、氫化反應(yīng)，造成管道的腐蝕。

2.2 金屬材料不均勻性的腐蝕

管道材料會(huì)有不均勻性，這些不均勻性會(huì)帶來(lái)電位差，造成對(duì)管道的腐蝕。比如經(jīng)過(guò)改造的管道和原管道在組織成分上會(huì)有著差異，這樣就差生了電位差；同時(shí)使用過(guò)的管道和沒(méi)有使用過(guò)的新管道也會(huì)產(chǎn)生電位差，對(duì)管道造成一定的腐蝕。

2.3 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件是金屬和電解質(zhì)進(jìn)行接觸，由電化學(xué)反應(yīng)帶來(lái)的腐蝕就是電化學(xué)腐蝕。金屬管道的表面具有吸附作用，當(dāng)管道處于潮濕的空氣的時(shí)候，金屬管道的表面就會(huì)輕易得產(chǎn)生極薄的一層水膜，這時(shí)候，石油管道表面的金屬就會(huì)接觸到水中的雜質(zhì)，這樣就會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。這時(shí)候，金屬中的鐵就會(huì)電解成鐵離子，從而進(jìn)入到水膜之中。發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生多于的電子，在鐵離子進(jìn)入水膜中之后，這些電子就會(huì)向雜質(zhì)移動(dòng)，最終發(fā)生氧化反應(yīng)形成氫氧化鐵吸附在金屬的表面，形成紅褐色的鐵銹這也是管道被慢慢腐蝕的過(guò)程。

2.4 生物腐蝕

運(yùn)輸石油的管道大部分都是埋在地下的，土壤中含有種類豐富的菌類，這些菌類會(huì)直接腐蝕管道的表面，而且，菌類不是獨(dú)居的，他們中的大部分會(huì)群居在某一個(gè)地方，集中腐蝕管道的某一個(gè)區(qū)域。生物的腐蝕具有腐蝕面積大和腐蝕速度快等特點(diǎn)，也是管道腐蝕的原因之一。

3 石油管道的防腐蝕策略

石油管道的防腐工作開(kāi)展有很多種方法，每種方法都能取得一定的成果，下面我們分別從緩蝕劑法、陰極保護(hù)法、涂層外防腐法、以及內(nèi)層防腐法四種方法來(lái)進(jìn)行介紹說(shuō)明。

3.1 使用緩蝕劑

緩蝕劑是專門(mén)防腐蝕的，在油氣中混入緩蝕劑可以起到緩解石油管道的腐蝕。這種方法的特點(diǎn)是使用成本不高而且技術(shù)含量也不高。但是這種方法也存在著一些缺點(diǎn)，那就是維護(hù)的工作量很大，而且防腐方式的工藝非常復(fù)雜。同時(shí)，管道的材質(zhì)還具有多樣性的特點(diǎn)，這樣，單一的緩蝕劑面對(duì)多樣的管道就達(dá)不到減緩腐蝕的效果，只有多種防腐劑同時(shí)投入使用，才能達(dá)到理想的效果，這無(wú)疑增加了工藝的復(fù)雜程度。

3.2 陰極保護(hù)措施

陰極保護(hù)法有兩種具體的保護(hù)措施——強(qiáng)制電流保護(hù)法和犧牲陽(yáng)極法。強(qiáng)制電流法的原理是通過(guò)外部的電源來(lái)對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行改變，主要改變的是周圍環(huán)境的電位，使處于環(huán)境中管道的電位一直都低于環(huán)境的電位，從而將管道變成整個(gè)環(huán)境的陰極，使得管道不會(huì)因?yàn)槭ル娮佣l(fā)生電化學(xué)的腐蝕。犧牲陽(yáng)極保護(hù)法即犧牲陽(yáng)極來(lái)保護(hù)陰極，具體的做法是把具有強(qiáng)還原性的金屬當(dāng)成保護(hù)極，再將它和被保護(hù)的金屬相連，這樣就會(huì)構(gòu)成原電池。此時(shí)會(huì)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，而作為負(fù)極的還原性強(qiáng)的金屬經(jīng)過(guò)反應(yīng)會(huì)被消耗掉，這樣就可以保護(hù)作為正極的金屬，這就是犧牲陽(yáng)極保護(hù)陰極方法的原理。

3.3 涂層外防腐蝕

涂層外防腐法在我國(guó)的應(yīng)用很普遍，這是來(lái)源于它的有點(diǎn)——效果好且成本適中。分為無(wú)機(jī)非金屬圖層、環(huán)氧涂層和改性涂層三種。無(wú)機(jī)非金屬涂層的介質(zhì)是陶瓷類的，刷于管道的外壁上形成隔離層防治腐蝕。環(huán)氧涂層需要復(fù)合材料、環(huán)氧材料以及粘合劑等，是一種新型的防腐蝕涂料，具有防腐蝕效果好以及能用到各種管道上的優(yōu)點(diǎn)。改性涂層運(yùn)用了納米技術(shù)，改進(jìn)有機(jī)和無(wú)機(jī)涂層，防水防腐蝕效果較強(qiáng)。

3.4 內(nèi)襯層防腐

內(nèi)涂層的防護(hù)常用的涂層有兩種——環(huán)氧樹(shù)脂粉末以及聚乙烯粉末涂層，我們還可以采用整體風(fēng)送擠涂技術(shù)和內(nèi)穿插技術(shù)來(lái)進(jìn)行內(nèi)襯層的保護(hù)。目前還存在著一種新的工藝——耐高溫?zé)釃姴ＡВ@種工藝的原理是隔離管道和管道內(nèi)部硫化氫或者其他酸性氣體的接觸，使用隔絕法來(lái)防止石油管道遭到腐蝕。除此之外還有表面處理基礎(chǔ)等其他的防腐蝕方法。

4 結(jié)語(yǔ)

石油管道的防腐工程是一件利國(guó)利民的工程，應(yīng)該投入更大的研究和實(shí)驗(yàn)的力度，為國(guó)家和人民帶來(lái)更大的效益。

［1］張韓強(qiáng).我國(guó)石油管道工程的防腐技術(shù)的探討［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與量，2014，12（4）：37.