油气集输管道内腐蚀及内防腐技术探讨

油气集输管道内腐蚀及内防腐技术探讨
发布时间：2021-06-15T16:01:26.317Z 来源：《基层建设》2021年第7期作者：王玲刘国焕李娟丽
[导读] 摘要：近年来，油气运输事故鲜有出现，根据有关资料统计显示，有约20%的事故都是因为集输管道的腐蚀发生的，所以加强对油气集输管道的相关腐蚀问题探究，并找到有效的防治办法非常必要。

长庆油田分公司第一采油厂王窑集输大队陕西延安 716000
摘要：近年来，油气运输事故鲜有出现，根据有关资料统计显示，有约20%的事故都是因为集输管道的腐蚀发生的，所以加强对油气集输管道的相关腐蚀问题探究，并找到有效的防治办法非常必要。

关键词：油气集输管道；腐蚀问题；防治措施
引言
我国有着广阔的海域，油气资料丰富，进行石油事业的发展有着得天独厚的优势。

油气开采近几年发展非常快，但是石油开采中管道运行最大的风险是管道易遭受腐蚀的威胁，存在泄漏污染海油的风险。

集输管道主要作用就是实现油气的连续输送工作，具有经济性高、可靠性强、运输便捷等方面的优点，已经成为油气田生产开发过程中的主要组成部分。

石油开采中管道运行最大的风险是管道易遭受腐蚀的威胁，因此针对油气集输管道的腐蚀问题进行原因分析，研究减缓或避免管道内外腐蚀的措施至关重要。

本文从油气集输管道的表面处理、电化学防护、应用化学缓蚀剂等方面提出了进行油气集输管道腐蚀防治的解决方案。

1 油气集输管道腐蚀的各种类型
管道发生腐蚀表现为众多不同形式，主要有均匀腐蚀、点腐蚀、焊缝腐蚀、应力腐蚀开裂、沉积物腐蚀、腐蚀起泡、防护层下腐蚀、其他腐蚀（晶间腐蚀、冲刷腐蚀）等（图1）。

这些腐蚀缺陷如果严重的话极易贯穿管壁或导致管壁开裂，造成油气泄漏和环境污染。

图1管道发生腐蚀的不同形式
1.1 接触腐蚀
接触腐蚀还被叫做电偶腐蚀。

接触腐蚀的发生是性质不同的两种金属在电解质溶液中形成的电化学腐蚀。

由于海水本身就是一种极好地电解质，而石油集输管线又是一种良好的导电体，直接接触时会形成一种宏观的电池腐蚀。

但是油气集输管道腐蚀速度并不是一成不变的，由于海水时刻是在变化流动的状态中，海水里面的氧分子和一些矿物元素分子动起来，并不断的朝管道金属表面冲刷，而且流速越快，冲刷作用就会越严重，氧分子紧贴在管道外壁上，破坏表层的保护膜，严重的还会造成完全脱落，冲刷腐蚀的速度能以几十倍地增长，管道的运行安全会因此形成极大的危害。

1.2 气蚀
气蚀又叫做空蚀或者是穴蚀。

其腐蚀机理就是海水流动过程中，如果出现某一区域周围压力低于海水自身蒸汽压，海水会沸腾而出现蒸汽泡。

这些成熟的泡泡会不断的爆裂，因此持续性的冲击着管道金属的表面，破坏金属管道表面的防腐层，并且随着长时间的反复冲击输管道慢慢损坏，达到一定程度后就开始掉落碎片，油气集输管道就会以裸露的外形浸泡在具有腐蚀性的海水里面，如果得不到保护就会锈坏发生危险事故。

海水里面的空泡腐蚀对油气集输管道腐蚀，主要有海水腐蚀、机械损伤等多种类型。

1.3 油气集输管道内部腐蚀
内部腐蚀主要是管道运行过程中受到所输送介质中油气水的多相物质影响，这其中所输油气中的H2S，CO2就是主要的腐蚀因素，由于H2S，CO2自身就是油气开采的伴生物或一组分，CO2存在管道内部后就会让污垢集结在管道内壁上，能量损耗会额外增加，使油管遭到腐蚀。

H2S在水中溶解并分离出离子，并在金属表面吸附，吸附的离子和金属管道成分产生微电化学反应，金属成分间的分子作用力降低，以此加急金属遭受腐蚀、溶解。

除了以上腐蚀类型之外，还有脱层腐蚀、应力腐蚀、氢腐蚀、晶界腐蚀和选择腐蚀等类型，但是这些腐蚀发生频率相对不高，不做过多介绍。

2 油气集输管道内腐蚀的防治
2.1 电化学防护
油气集输管道在海水中所遭受电化学腐蚀，可以采用电化学的基本原理进行处理。

油气集输管道被腐蚀时，如果腐蚀电池阴极没被腐蚀，腐蚀发生在阳极，阳极失去电子受损，就要将被保护金属变成阴极，进行阴极化处理，该防蚀方法叫做阴极保护。

在油气集输管道防腐作业中，通过阴极防腐能够发挥有效的辅助作用，在很大程度上能够减缓管道腐蚀。

所谓阴极保护技术其具体做法就是把管线和活跃度高的金属通常是牺牲阳极的金属）连接起来，构建成电解质，输油管线就有效减小被电化学阳极而腐蚀。

当前在实际施工过程中主要采取涂层的方式来保护油气集输管道，但是这种方式也存在不小的问题及难点，主要表现就是施工条件复杂，施工质量不高等因素，由于这些因素的存在使得涂层无法进行有效的无损防护，而且涂层处还会更加容易发生腐蚀，因此采取涂层和阴极保护联合运用的方式，能够使得防护效果最优。

2.3 应用化学缓蚀剂
油气集输管道内部受到油气水的多相物影响，H2S，CO2对油气集输管道内部的腐蚀较为严重，应用化学缓蚀剂主要是实现腐蚀的抑制作用。

化学缓蚀剂的种类比较多，针对管道的腐蚀特点，研发出一种化学缓蚀剂，由脂肪酸10%~40％；季铵化试剂5%~30%；复配体
5%~15%；硼酸0.5%~6%；多乙烯多胺10%~30%和有机溶剂10%~25%组成的液体，有着不沉积、流动性能好的特征，该液体的缓蚀率可达
到94.44％。

通过泵注也不会堵塞管道。

2.4 内部防腐蚀综合技术
对于油气集输管道来说，需要根据具体的环境选择相应的管材，主要防腐措施需要从水分以及土壤方面着手，针对地理位置进行深入研究，以此来选择适合的管道。

不仅如此，也需要对建设环境进行优化，减少环境腐蚀。

对油田管道进行具体应用时，所使用的防腐技术往往具有一定的保质期，需要对各方面影响因素进行考虑，尽量减少成本，使得反腐效果得到最优化，一般可以采用减少阳光辐射，控制管道与水的接触，又或者是控制管道与空气的接触，这样能够有效减少环境因素带来的腐蚀。

在内防腐方面可以使用高效的保护层，以此来提升管道自身的抗腐蚀能力，主要的措施包括：
（1）应用环氧树脂涂料，该种材料可以作为底漆或者是面漆进行应用，具有环保特点还能够防水、耐油、耐酸碱等；
（2）使用环氧耐温涂料，这种材料主要是针对高温油田，又或者是水资源污染比较严重的区域，在SAT无机材料的改性下，能够充分发挥防渗透作用，阻止高温介质进入管道，其应用范围比较广泛；
（3）应用环氧粉末涂料，对于这种涂料来说，其具有较好的环氧树脂防腐的功能，其主要特点为无针孔及无溶剂发挥，是一种热固性粉末涂料，使用周期相对较长。

在油田中，油气集输管道腐蚀问题直接会影响管道安全，如果未能够做好防腐工作很容易造成重大的经济损失。

对油气集输管道进行保护时，需要合理应用防腐技术，不仅要应用外部防腐蚀技术也需要合理应用，内部防腐技术以及阴极防腐措施，这样能够对管道提供全面保护，尽可能减少管道腐蚀程度，有助于降低安全事故发生概率，也可以在根本上延长管道的工作年限，所以，需要对相关的防腐蚀技术进行深入研究，使得油田处于良好运行状态。

3 结语
本文通过对管道腐蚀机理的研究，提出了三种腐蚀防治的措施，并在现场进行了实际应用，取得了良好的腐蚀防治效果，在油气集输管道运行中，往往会采用相应的防腐技术，不过，由于诸多因素的影响，依然会发生管道腐蚀现象，严重影响了管道的安全运行，这就需要进一步研究油气集输管道的防腐技术，采取有效措施延长管道的工作年限。

在现阶段来看，我国专家对油气集输管道腐蚀问题就进行了相关研究，不过依然停留在腐蚀原理以及相关影响因素层面，所使用的防腐蚀技术相对较少，这就还需要进一步研究有效的防腐蚀技术。

对油气集输管道进行具有保护时，需要根据具体的现场情况出发，采用有效的防护措施，以此来提升管道防腐蚀效果。

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