埋地钢质管道的腐蚀类型及防护

埋地钢质管道的腐蚀类型及防护
摘要：在油气地面工程中，管道是输送石油资源的主要设施，随着我国经济
发展水平的提高，对能源的需求逐渐增加，对油气管道的高效利用产生了积极影响。

在实践中，为提高油气管道的技术应用效果，延长埋地管道的使用寿命，有
必要了解管道发生腐蚀的相关原因，积极探索切实有效的防护方法，提高管道的
安全性能，避免油气管道的潜在应用价值受到不利影响，使管道处于安全稳定的
应用状态，以保持良好的油气供应，具有重大的社会经济效益。

本文对埋地钢质
管道的腐蚀及防护类型进行调查分析，以供参考。

关键词：钢管；埋地；腐蚀和保护
1前言
埋地管道大多所处环境复杂，运输介质大多具有腐蚀性，因此会出现本体破裂、穿孔等情况，严重影响管道的使用性能和安全性，影响管道的运行寿命。

如
果管道被腐蚀、穿孔，将导致运输介质泄漏，威胁人们的生命健康、财产安全和
社会稳定，并造成巨大的经济损失，因此，埋地管线的腐蚀防护研究，具有重大
的现实意义。

2管道腐蚀
管道腐蚀是指管道金属与其接触的固体、液体或气体介质发生化学反应的过程，主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀。

化学腐蚀是管道金属由于化学作用而发生
的腐蚀。

例如，金属溶解在汽油和酒精等非电解质中，或在干燥空气中腐蚀。

化
学腐蚀是金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

电化学反应是指金属与电解液接触，产生电流效应，金属原子会失去电子而被氧化，在这个过程中会产生电流。

金属
管道的缺陷会提高管道的渗透性，增加金属管道的腐蚀介质和碳化程度，使金属
管道的腐蚀越来越严重。

金属管道的腐蚀和膨胀也会导致其不断开裂，腐蚀与管
道缺陷的相互作用会进一步促进金属管道的腐蚀和破坏。

随着石油工业的发展，
石油的管道输送受到了特别的重视。

管道埋于地下，受酸、碱、盐等腐蚀因素的
影响，造成管道外防腐层损坏、老化、开裂，导致管道穿孔、泄漏，甚至起火、
腐蚀、爆炸。

同时，也会导致环境污染和资源浪费。

有必要研究一种更有效的油
气气埋地管道腐蚀防护优化方法，对保障油气管道的运行安全具有重要意义。

油
气管道的腐蚀因素是多种多样的，需要有效、准确地分析油气管道腐蚀因素，设
计油气管道腐蚀检测方法，保障油气管道安全运行。

首先是化学腐蚀。

化学反应腐蚀类型又可分为气体腐蚀及非电解质腐蚀。

这
类管道腐蚀是由管道金属材料与环境中气体发生氧化还原反应，非电解质与管道
接触材料发生氧化腐蚀引起的。

在油气管道暴露于各种气体的环境非常复杂，如
氧气、硫化氢等，这些气体会加剧管道腐蚀。

非电解质腐蚀是指在油气物质中含
有硫化氢、二氧化硫和二氧化碳等对管道造成腐蚀的成分，如果含有水分时，该
类气体物质会溶解在水中，对油气管道的内壁造成腐蚀。

二是物理反应。

管道材料受外界环境力和物理溶解的影响，会出现腐蚀问题。

这是物理侵蚀。

埋地管道中发生的应力腐蚀就是典型的物理反应引起的管道破坏。

最后是电化学腐蚀。

发生电化学腐蚀，这也是油气管道中常见且最主要的腐
蚀类型。

电化学腐蚀的主要原因是管道本身是由金属制成的。

在腐蚀性环境中，
会与其他物质发生反应，产生电流，发生电化学腐蚀。

在电化学腐蚀中，最常见
的类型是介质腐蚀或大气腐蚀。

例如：大气中或土壤中的水汽、二氧化硫、硫化氢、氧气等生成电解液，与钢质管道发生反应，从而管道本体发生均匀腐蚀、点
蚀等引起管道的腐蚀破坏。

3埋地油气管道腐蚀原因分析
在油气管道应用技术中，加强对埋地管道应用现状的分析，分析总结发生腐
蚀的相关机理原因，可以使管道具体的防护工作更有针对性，使管道始终保持良
好的介质输送条件。

在此期间，管道腐蚀的原因包括：
3.1埋管方式限制
目前，在管道埋设过程中，大多数设计人员选择将埋地管道埋设位置设置在
较深的土层中。

但一般情况下，土层越深，其所含的微生物越多，杂质和水分也
就越多，这就增加了管道腐蚀的可能性，威胁到管道应用质量，会影响传输的效率。

同时，在施工过程中，对埋地管道所在区域的具体情况没有完全了解，管道
敷设方式、焊接方式、焊缝检测、焊缝补伤、防腐层破损点处理措施不好或不恰当，增加了管道出现腐蚀问题的可能性，提高了应用难度，存在一定的制约因素，会限制相关工艺应用优势的发挥，难以满足高效介质传输的要求。

3.2选材不当，防腐层结构单一
在埋地管道的防腐材料选择过程中，广泛使用环氧粉末、聚乙烯胶带等材料。

但由于这些材料耐腐蚀性能不能完好保护管道本体，同时与管道接触的地质环境
的差异，造成了埋地管道敷设的问题，埋下了管道应用中的安全隐患，其自身的
使用价值受到了不同程度的影响。

在应用埋地管道时，由于材料选择不丰富、特
性相对固定等因素的影响，防腐层的结构比较简单，影响了应用的质量，导致埋
地管道腐蚀，直接降低了管道的应用安全性，输送效率缺乏科学保障。

3.3缺乏科学防护
目前，由于管线使用后短时间防腐效果不明显，仍有部分地下管线仅使用防
腐层作为保护方法，而不采用阴极保护联合防护措施，这些管道将面临电化学腐
蚀的最大威胁。

当保护层失效后，会在管道表面造成腐蚀或穿孔，影响介质的安
全传输。

同时，由于对埋地管道的科学保护考虑不够，没有引起重视，导致埋地
管道应用中出现腐蚀问题。

防腐层结构的实际作用没有得到充分发挥，限制了介
质传输水平的提高，埋地管道应用也将面临更多威胁。

如果处理不当，会增加运
维成本。

4埋地油气管道防腐施工技术及防护措施
4.1管道防腐施工技术的类型
(1)管道防腐涂装施工技术。

在埋地管道安装工程中，管道防腐涂层施工技
术是最常见的防腐技术。

主要是选用具有特定防腐、密封、保温作用的涂层材料，对管道进行防护，起到保护管道壁面和绝缘的作用。

在此过程中，还应科学选择
管道涂层的施工工艺，使涂层的效果得到充分发挥。

目前使用的最常见的涂层工
艺包括高压无气喷涂、刷涂、辊涂和空气喷涂。

其中高压喷涂和空气喷涂效果较好，但对施工设备的性能要求相当高。

同时，对涂装操作人员的技术水平要求也
比较高。

在实际施工过程中，必须考虑到成本控制的问题。

刷涂法是一种比较简
单的涂装施工工艺，但其施工难度较大，美观性差，效率不高，辊涂工艺是应用
最广泛的防腐涂层施工工艺。

实际应用时具有大面积、大直径的涂层效果，提高
了效率，具有一定的美观性。

在管道防腐涂层施工过程中，还需要注意抛丸清理
和管道除锈。

如果表面本身有锈斑，可能会影响施工后的防腐质量，要注意合理
选用管道防腐涂料。

(2)电化学管道防腐技术。

电化学管道防腐技术在当前管道防腐技术中也得
到广泛应用，主要是基于金属的电化学保护原理。

当电流作用时，电子的特定运
动方向会发生变化，从而使整个带电体形成一个阳极和一个阴极，利用阴极效应
可以达到对管道的防腐保护。

在具体的电化学管道防腐施工过程中，可以直接在
管道表面加一层负电位涂层，起到阴极保护作用，隔离腐蚀介质，采用金属负极
的方法，获得管道腐蚀保护的潜力。

(3)缓蚀剂和防腐剂的应用技术。

缓蚀剂的作用是有效抑制金属材料的腐蚀。

可防止水或水中溶解氧与金属表面接触产生腐蚀作用，避免多种腐蚀介质，不会
对管道产生其他不良影响。

同时在实际应用中操作相对简单，投资成本不高，因
此用于各种工程的防腐管道施工。

4.2数字射线CR检测技术在管道无损检测的运用
数字射线CR具有许多优点，不仅检测效率高、执行速度快、环保，而且有
利于数字化管理。

数字成像通过自动化检测工具和计算机图像处理，可以在几秒
钟内获得静态图像，检测效率高。

数字检测还可以实时显示检测图像，并根据实
际情况改变透照参数，从而达到最佳的检测图像质量，避免因意外原因或人为因
素而需要X射线胶片的过程，并能及时判断故障并实施相应的纠正措施。

数字辐
射不需要暗室，不需要使用化学溶液和胶片，防止污染物的释放，从而对环境没
有污染。

数字图像使查询、存储和分类管理更加方便，可以弥补传统方法和对存
储环境要求高的缺点，并且可以在生产过程中由专家进行远程评估和实时监控。

此时，可应用于管道无损检测的数字检测包括CR、DR、FPD、COMS和线阵列。

CR
不是在胶片上记录X射线信息，而是用荧光粉组成的图像板吸收X射线信息，然
后用激光扫描读取图像，然后进行光电转换，通过图像将信息重构为数字矩阵。

计算机系统，然后显示数字图像。

DR，又称数码摄影，目前分为间接转换数码摄
影和直接转换数码摄影。

FPD使用辐射探测器更换胶片，接收并转换射线信号，
然后进行两次照射，无需更换胶片，数据收集只需几秒钟即可查看图像。

FPD系
统具有更宽的输出灰度范围、更快的成像速度和更高的灵敏度。

其他的数字射线，如COMS和线阵成像，与DR类似，但在环境适应性、面积大小和人机工程学方面
不如DR，因此很少用于长距离管道无损检测。

CR的人体工程学设计与胶片相似，但优于胶片。

CR可以绕管子的焊道弯曲，可用于检查不同直径的管子。

由于IP
板靠近管壁，因此不存在几何误差。

在检测过程中，X光机在管道的中心，通过
中心曝光的方式，完成一个焊道的曝光，然后曝光下一个焊道，然后从焊道中取
出感光板。

被移除并在原地进行扫描。

由于CR透照类似于胶卷摄影，只是增加
了现场扫描，没有暗房处理工序，相比胶卷降低了劳动强度。

通过采用数字射线CR检测技术，可以有效检测焊缝质量，降低管道发生电
偶腐蚀、缝隙腐蚀等的风险，能有效控制管道的质量，降低腐蚀的发生。

4.3管道腐蚀防护的管理措施
（1）提高员工防腐意识。

管道的防腐是一项重点工作。

要提高管道的防腐
效果，还需要提高人员的防腐意识，从日常检查管道状况、定期检查消除潜在腐
蚀风险等开始，合理布置管道。

管道防腐方案，使相关工作人员有责任心，确保
管道防腐管理能够在现场实施。

工程负责人可根据人员能力和素质，安排人员培训，确保管道防腐管理人员资质始终达标，保证管道运行过程中不出现问题。

（2）严格控制管道防腐材料的质量。

为使管道达到预期的防腐效果，还需
要严格控制管道防腐材料的质量，并采取措施进行深化和加强。

例如，针对管道
防腐材料中经常出现的问题，设计了控制方案，这些问题得到高度重视并保证得
到解决。

在选材过程中，还要充分考虑自然环境因素和人为因素对管道防腐的影响。

进场前要进行质检，确保其基本性能达标，管道材质也要保证无划伤、磨损
等质量问题，以保证管道总体质量的提高。

（3）加强管道防腐技术应用监管。

追求管道防腐技术的高质量应用，确保
施工过程更加规范，从而提高管道防腐效果。

因此，需要加大对管道防腐技术应
用的监控力度。

比如，明确实际监管任务，包括施工质量总体监管、技术应用规
范监管、原材料质量监管、现场检验检测监管等。

每一道施工工序的质量保证了
防腐技术的效果能够得到充分发挥。

（4）合理的管道耐腐蚀性能选材设计。

需要从根本上提高管道的耐腐蚀性能，这是降低管道腐蚀的重要形式。

不同金属材料的管道腐蚀情况不同。

在集输
管道中，对不锈钢材料进行表面镀铬是很重要的，表面镀铬将防止管道与环境接触，从而降低和控制管道中非金属杂质的含量，结果管道腐蚀将得到控制，因此，通过选择管道金属的材料特性，可以大大提高管道防腐能力。

（5）完善的管道防腐质量检测制度。

在油气埋地管道的防腐体系中，主要
包含两部分，一是防腐涂层体系检测，二是阴极保护系统检测。

通常对防腐涂层
体系采用电火花扫描技术、直流和交流电位梯度法检测技术对防腐层是否有漏电
点进行检测，如有漏电点需及时对防腐层进行修复。

对埋地管道阴极保护系统的
阴极保护效果进行检测，发现管道欠保护或过保护、杂散电流干扰等应及时采取
补救措施，保证管道处于合理的阴极保护电位区间。

通过对管道防腐质量的检测
控制，有效提高管道本体抗腐蚀能力。

5结论
综上所述，通过对埋地管道腐蚀因素分析，从中找到不利影响，采取针对性
的防腐措施，这将对安全生产产生积极影响。

因此，必要合理的防腐措施，先进
科学的控制管理方案，在特定腐蚀因素的影响下，可以有效降低管道腐蚀的发生率，使管道运输更加安全。

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