任俊嘉

摘要：油氣集輸和輸送過程中離不開油氣管道，只有保證油氣管道安全平穩(wěn)運行，才能確保油氣本身的安全和企業(yè)的經(jīng)濟效益。油氣儲運作為石油工業(yè)的重要一環(huán)，其運行是否穩(wěn)定，直接關(guān)系到油氣輸送安全。其中影響油氣管道安全平穩(wěn)運行的一個主要因素就是管道腐蝕。管道的使用壽命和所輸油品質(zhì)量會直接受到油氣管道腐蝕的影響，甚至造成管道穿孔泄漏不能使用。因此，對油氣管道腐蝕的機理及防護措施進行分析研究，有十分重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：油氣長輸管道;腐蝕機理;防護技術(shù)

1油氣管道腐蝕機理

1.1油氣管道腐蝕概述

油氣管道主要材質(zhì)為中低碳鋼，在長期的使用過程中，主要發(fā)生以下兩種腐蝕過程，一種是受土壤環(huán)境，溫度，雨水，大氣等自然條件的影響，以及人為因素的破壞，造成外防腐層剝離破壞，管道遭受外腐蝕，二油氣中的雜質(zhì)及加入的含硫化合物也對天然氣管道產(chǎn)生管道內(nèi)腐蝕，造成管線漏氣。

1.2土壤腐蝕

土壤腐蝕是油氣管道外部腐蝕的主要誘因。土壤是由固相、液相和氣相組成的復(fù)雜系統(tǒng)，并有多種微生物伴生。土壤具有不均勻性、膠體性、導(dǎo)電性和多孔性等特性，電化學(xué)腐蝕是土壤的對油氣管道的主要腐蝕形式。由于輸送管道通?？缭降牡赜蜉^廣，涉及不同的土壤類型，導(dǎo)致土壤對管道的腐蝕速度和程度也不盡相同，而腐蝕的不均勻性會加劇管道的腐蝕程度。

1.3空氣腐蝕

管線裸露在空氣中，與空氣中水，氧氣，二氧化碳等相互作用，產(chǎn)生的腐蝕就是空氣腐蝕。大氣中的水蒸氣遇到低溫的金屬管線，會在其表面凝結(jié)一層水膜，空氣中的氧氣，二氧化碳等溶解在水膜中。就像是電池的電解液那樣，從而在管道表面產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。

1.4細菌腐蝕

細菌腐蝕是油氣管道在含有硫酸鹽的土壤中的一種腐蝕破壞形式。細菌本身并不腐蝕管道，但隨著他們的生長繁殖，消耗了有機質(zhì)，形成了腐蝕管道的化學(xué)環(huán)境。最常見的細菌腐蝕是硫酸鹽還原菌（SRB）的腐蝕，SRB的主要成分為氫化酶，它能還原土壤中的硫酸鹽，使管道發(fā)生腐蝕反應(yīng)形成金屬硫化物。

2油氣管道腐蝕相關(guān)防護對策

2.1管道內(nèi)腐蝕的相應(yīng)防護對策

目前，我們通常會采取管道內(nèi)涂層或者采用非金屬材料或者耐腐蝕材料等應(yīng)對油氣管道內(nèi)腐蝕問題。首先選用合適的管道材料是解決管道腐蝕問題的重要手段。通常會采用機械強度高、耐腐蝕的金屬材料作為管材，這主要是因為此類材料應(yīng)用效果較好。近年來，在耐腐蝕的非金屬管材料研究應(yīng)用方面也取得了很大的進步。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氯化聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等適用于含水系統(tǒng)的擠壓熱塑管應(yīng)用廣泛;非金屬管雖然具有質(zhì)量輕、耐水腐蝕、便于連接和安裝，不需要外部防護等優(yōu)點，但也存在工作溫度和工作壓力的極限低、管道在運輸和安裝時容易碰壞、對振動和壓力波動的抵抗力較差等缺點。近年來，管道使用內(nèi)涂層或襯里解決油氣管道的腐蝕問題取得了良好的效果。通常使用的有塑料涂層、塑料襯里、水泥襯里和耐腐蝕合金襯里等。

2.2采用特殊材質(zhì)管道防腐

根據(jù)腐蝕因素分析，鋼鐵材質(zhì)的管道極易在使用過程中被腐蝕，所以專家提出了采用合金、不銹鋼、玻璃鋼、復(fù)合管等材料，替代鋼鐵材質(zhì)，從而緩解管道內(nèi)腐蝕的速率和發(fā)生的頻率。其中，復(fù)合管材已得到國外廣泛的試用，主要有玻璃鋼內(nèi)襯復(fù)合管、陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管和雙金屬復(fù)合管。該管材具有耐高溫、耐磨損、耐沖擊、高強度等優(yōu)勢，但價格相對較高，且工藝復(fù)雜。

2.3管道外表面敷設(shè)涂層

管道外部采用防腐蝕涂層是油氣管道常用的防腐蝕措施。防腐涂層使得管道與外部腐蝕介質(zhì)隔離開來，阻礙管道與周圍介質(zhì)間的化學(xué)及電化學(xué)反應(yīng)，已成為防止管道外表面腐蝕的一種有效方式。常用的管道外涂層分為有機涂層、無機涂層和金屬涂層等。有機涂層種類繁多、效能高，常用的有機涂層包括石油和煤焦瀝青涂層、環(huán)氧涂料和聚氨酯涂料類涂層、聚烯烴類涂層等。其中，環(huán)氧涂層因其粘結(jié)性好、表面光滑、涂層致密度高等突出性能，成為當(dāng)前油氣管道普遍采用的防腐技術(shù)。常用的無機涂層包括陶瓷涂層、搪瓷涂層、熱噴玻璃涂層、水泥漿涂層等，無機涂層具有不易老化、抗磨、耐腐蝕、耐高溫等特點，但是其生產(chǎn)工藝相對復(fù)雜、成本較高。金屬類涂層有鋅、鎳、鋁及鈦涂層等。另外，管道外涂層直接與周圍環(huán)境接觸，需要具有一定的機械強度和良好的粘結(jié)性能，避免受到外力破壞時發(fā)生脫落。

2.4電化學(xué)防腐技術(shù)

電化學(xué)防腐技術(shù)作為一種備用手段，顯著提高了抗腐蝕的效率。

①陰極電流保護

外加電流保護增加了管道外部的負電流，并通過極化陰極來抑制腐蝕。由于其對陽極的控制靈活，適用于防腐蝕條件差、電阻高的環(huán)境。但外加電流保護費用昂貴，且容易對周圍的金屬設(shè)施產(chǎn)生電磁干擾。

②犧牲陽極保護

犧牲陽極保護，針對外加電流保護的缺陷，旨在犧牲陽極保護管道不受腐蝕。它通過與一些金屬連接來極化管道，降低腐蝕速率，從而提供保護電流。犧牲陽極保護是一種不需要電源，操作簡單方便的防腐方法。

2.5油氣管道腐蝕發(fā)育預(yù)測

目前，腐蝕預(yù)測主要分為獲取數(shù)據(jù)、模型建立、預(yù)測及修正等過程。獲取數(shù)據(jù)是指利用現(xiàn)有的檢測技術(shù)和數(shù)據(jù)處理手段獲取反映管道實際腐蝕情況的信息，包括腐蝕數(shù)據(jù)、腐蝕缺陷分布等;模型建立是結(jié)合管道的實際腐蝕情況，選擇合適的方法進行腐蝕發(fā)展預(yù)測模型的構(gòu)建;利用模型分析對管道的腐蝕發(fā)展趨勢進行預(yù)測，同時將預(yù)測結(jié)果與實際檢測數(shù)據(jù)作對比，反饋修正預(yù)測模型?？茖W(xué)合理的管道腐蝕評價工作可以為管道的延壽使用提供評估依據(jù)，同時為管道的檢測和維修提供決策依據(jù)，減少油氣事故的發(fā)生。

結(jié)語：

綜上所述，油氣管道腐蝕嚴重影響到管道的安全平穩(wěn)運行以及油氣儲運安全。油氣管道腐蝕的影響因素比較復(fù)雜，只有掌握油氣管道腐蝕規(guī)律才能采取有效應(yīng)對措施。油氣管道腐蝕主要分為土壤腐蝕、海水腐蝕、大氣腐蝕等，并以電化學(xué)腐蝕為主，腐蝕防護過程中，可采用耐腐蝕材料、內(nèi)涂層以及陰極保護等方法應(yīng)對油氣管道的內(nèi)、外腐蝕。

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