海底管道腐蚀防护技术现状与发展趋势

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近年来，随着国家在大力发展海上油气资源的开采，海洋油气产量占比逐年增高。

海底管道的大量运用使海底管道的损坏问题浮出水面。

大量的油气资源流入海洋，不仅造成了大量的经济损失，还使海洋生态环境遭到破环。

一、海底管道的腐蚀特征
据调查，腐蚀是海底管道遭到破坏的主要原因。

所以，分析其腐蚀特征，发展其防腐技术是非常必要的。

按照惯例，我们可以将海底管道的腐蚀分成管道内腐蚀与管道外腐蚀。

1.海底管道的内腐蚀
研究表明，海底管道内腐蚀的主要因素有三个：H 2S/CO 2腐蚀、微生物腐蚀与垢下腐蚀。

CO 2腐蚀与H 2S腐蚀其机理为生成覆盖密度不同的腐蚀产物附着在管道表面，形成了强催化作用的腐蚀电偶，从而引起了管道局部的腐蚀。

对于微生物腐蚀，硫酸还原菌是最大的元凶。

硫酸盐还原菌利用它的生物催化作用使硫酸根离子氧化阴极上产生的附着在阴极表面上的氢，从而使析氢腐蚀在管道表面加速进行。

垢下腐蚀是特殊的局部腐蚀。

在垢下腐蚀中，沉积物由于覆盖在金属表面,阻碍了介质扩散，从而形成了浓差腐蚀电池，引起管道的局部腐蚀穿孔。

2.管道外腐蚀
影响海底管道外腐蚀的因素有很多，其中流体的流速对其影响最大。

流速不稳定的流体冲刷着金属管道表面，使之保护层被破坏甚至剥落。

并且流体中携带的氧分子随着流体附着在管道壁面，逐渐形成腐蚀带，随着时间推移不断对管道表面造成破坏。

其大部分腐蚀坑周围存在防腐层剥离现象，最终以腐蚀坑为中心向其四周剥离。

二、海底管道防护技术现状与发展趋势
1.海底管道的防腐技术现状
海底管道的防腐主要有内防腐、外防腐以及阴极保护法。

（1）内防腐
对于H 2S/CO 2腐蚀，可以加入缓蚀剂并配合清管器的方式来防止腐蚀；对于微生物腐蚀，杀菌剂配合清管器，使最优的选择；而对于垢下腐蚀，通常采用的是阻垢剂、杀菌剂、缓蚀剂搭配着清管器使用。

除此之外常见的内防腐方法
还有涂内防腐层，目前我国拥有较先进的液体环氧涂料内涂层技术以及环氧粉末内涂层技术等，对于管道的内防腐都有良好的作用。

（2）外防腐
海底管道外防腐目前主要运用了两种技术：3LPE防腐技术和熔结环氧粉末外防腐层技术。

其中，3LPE防腐抗稳定性好，使用寿命长，应用范围相对较广，能够有效防止附着在管道上的生物对管道造成损害，它可以用于海底单层管道、双层管道以及配重管道实施防腐。

而熔结环氧粉末外防腐层技术只用于海底单层管道防腐。

（3）阴极保护
通常，阴极保护可分为牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

这两种方法原理不太相同，牺牲阳极的方法是将一块更加活跃的金属与管道相连，管道作为阴极活跃金属作为阳极，两者形成一个原电池，使管道受到保护。

而外加电流的阴极保护法是给直接施加电流，从而使管道得到较多电子。

两者方式相比，牺牲阳极的阴极保护法实施起来更加简便、经济。

虽然两者原理不尽相同，但本质上都是让管道处于负电位的状态而不被腐蚀。

2.海底管道防腐技术发展趋势（1）防腐涂层的发展趋势①液态聚氨酯
液态聚氨酯防腐涂层油很强的适应性，并且具有耐磨、硬度大等优秀的特点。

除此之外，其不含有挥发性物质，很容易将液态转化成固态，为管道防腐涂层施工提供了良好条件。

它是未来海底管道防腐涂层的一匹黑马。

②无机防腐层
有机材料在防腐涂层具有易老化、易断裂、不稳定等问题。

而无机防腐层恰恰弥补了之一缺点。

无机防腐层的化学性质稳定，具有非常大的发展潜力。

目前最广泛运用的无机防腐层为陶瓷涂层。

随着时间推移，只要进一步完善无机防腐层的研发，定能在海底管道防腐上得到良好运用。

（2）阴极保护的发展趋势①阴极保护数据模拟
数据模拟现已经在各行各业广泛应用，它是阴极保护计算的发展趋势。

它能够有效提升管道设计时的数据的精度，可以对管道阴极保护的设计形成有
效的指导。

②阴极保护电位测量
随着技术的发展，传统的管道电位测试桩将会被阴极保护检查片所取代。

阴极保护检查片能够直接测量管道断电电位和通电点位，还能辅助经行阴极保护的效果评价。

其必然是未来的发展趋势。

③阴极保护与防腐层兼容性评价 油气管道建设时，通常会将阴极保护系统和外防腐涂覆层两者共同使用来保护管道。

但其实两者之间存在相互的影响。

在将来的海底管道防腐措施研究中，一定少不了防腐层阴极保护兼容性的问题，通过对实验数据进行统计分析，找到原因，避免要害，提升阴极保护与防护层互相之间的兼容性，让海底管道腐控制系统得到进行进一步完善。

三、结束语
综上，海底管道的腐蚀主要可以分为管道内腐蚀与管道外腐蚀。

内腐蚀应该采用内防腐涂层以及各抑制剂与清管器配合使用，而外腐蚀常用的方法是3LPE防腐技术和熔结环氧粉末外防腐层技术。

除此之外，阴极保护法也是常用的方法之一。

对于防腐层来说，将会朝着液态聚氨酯以及无机防腐层发展，而阴极保护法将会朝着数据模拟、点位测量以及兼容性评价方向研究与发展。

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海底管道腐蚀防护技术现状与发展趋势
吴林霜 西南石油大学
【摘　要】海底蕴藏着丰富的油气资源。

随着海底管道的进一步建设与发展，其损坏原因与问题也就进一步浮出水面。

海底管道的腐蚀是管道被破坏的主要原因。

本文将整体简略分析海底管道内外腐蚀原因、目前海底管道常用的腐蚀技术以及其发展趋势。

【关键词】海底管道；腐蚀；防腐技术；阴极保护法；发展趋势。