油气输送管道腐蚀机理与防护措施

油气输送管道腐蚀机理与防护措施

为了保障我国油气管道的运行安全，提高管道的使用寿命，本文将从我国油气管道的运行实际出发，首先对其腐蚀机理进行深入分析，探讨管道防护措施，为保障管道的运行安全奠定基础。

标签：油气管道；腐蚀机理；化学腐蚀；电化学腐蚀；防护措施

管道输送是油气资源运输中最常见的运输方式，其运输效率和成本也相对较低，但是由于管道内介质和外界环境因素的原因，使得管道极易产生腐蚀，其腐蚀类型可以分为两种，一种是均匀腐蚀，另一种是不均匀腐蚀。当管道不均匀腐蚀状况较为严重时，将会产生管道穿孔，进而引起油气资源泄漏，油气资源泄漏不但会对环境产生严重的污染，而且还可能会产生安全事故。在另一方面，当管道均匀腐蚀严重时，则会造成管道寿命严重下降，从而造成较大的经济损失。因此，探讨管道的腐蚀机理，并提出防护措施十分重要。

1 油气管道腐蚀机理分析

1.1 化学腐蚀

化学腐蚀指的是管道与腐蚀性物质直接接触，从而产生化学作用而引起的管道破坏。化学腐蚀可以分为两种类型，分别是气体腐蚀和非电解质腐蚀。

1.1.1 气体腐蚀

某些地上管道将长时间暴露于空气中，空气中的SO2、CO2等气体将会与管道金属产生化学作用，从而在管道表面形成大量的氧化物。同时，由于大多数管道都是采用加热输送，在高温的作用下，管道表面形成氧化物的速度将会大大加快，即腐蚀速率加快。

1.1.2 非电解质腐蚀

油气资源中本身就含有大量的腐蚀性物质，例如H2S、SO2等，当管道内的油气含水率较高时，这些物质将溶于水中从而产生腐蚀性溶液，进而对管道内壁产生腐蚀。

1.2 电化学腐蚀

在管道腐蚀过程中，由于电化学因素所产生的腐蚀作用最为严重。该种腐蚀与化学腐蚀存在较大的差别，其中最大的差别在于腐蚀过程中将有电流产生。由于油气管道中含有大量的铁元素，但是由于管道加工过程中会引入大量的杂质，杂质与铁元素之间将形成原电池，从而对管道产生腐蚀作用。在另一方面，H2S、SO2等物质溶于水中时，由于该溶液与管道金属的电位不同，也会形成原电池，

进而对管道产生腐蚀。

2 油气输送管道防护措施

2.1 增加缓蚀剂

通过在管道表面增加缓蚀剂能有效的降低管道的腐蚀速率。缓蚀剂的作用机理有两种，首先，增加缓蚀剂后，管道表面的电荷状态将产生显著变化，从而使得管道表面的能量状态由活跃变稳定，从而使得管道的腐蚀速率大幅下降；其次，在管道表面增加缓蝕剂后，将在管道表面产生一层保护膜，使得管道电化学腐蚀过程中的电流流速下降，进而对管道起到保护作用。

2.2 添加涂层

目前，我国大多数管道都采用增加涂层的方式来降低腐蚀速率。在管道表面增加涂层后，将会产生一层固态的油漆膜，此油漆膜将会紧贴在管道的表面，使得管道无法与外界环境直接接触，从而阻止管道表面发生两种腐蚀反应，达到降低腐蚀速率的目的。目前，国内外最常见的油气管道涂层是三层聚乙烯结构涂层，该种涂层由聚乙烯、环氧粉末以及共聚物组成。

2.3 更换管道材质

一般情况下，将管道金属由铁材料更换为不锈钢材料能有效的降低腐蚀速率，但是在选择不锈钢材料时，其含碳量是需要关注的主要因素。如果不锈钢含碳量降低，则管道极易产生断裂风险；如果含碳量较高，则会使管道难以焊接。通过实验证明，在使用不锈钢材料来制造油气管道时，其含碳量不得高于0.15%。

2.4 实施阴极保护

油气管道的阴极保护方法有两种，分别是牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。牺牲阳极的阴极保护法就是在管道表面增加一种活跃金属，从而使得管道与活跃金属直接构成原电池，管道金属作为原电池的阴极，因此其腐蚀速率会大大降低，在实际中，最常见的活跃金属材料有镁合金和锌合金两种。外加电流的阴极保护法就是将管道与外界电源的阴极相连，同时在管道表面增加辅助阳极，并将其与电源的阳极相连，管道与辅助阳极之间将构成原电池，而管道是原电池的阴极，从而达到管道保护的目的，其中，最常见的辅助阳极材料为石墨。目前，我国最常见的阴极保护措施为外加电流的阴极保护法，该种保护方法在使用的过程中需要在管道沿线设置阴极站场，阴极站场的数量需要通过相应的公式计算获取。

3 结论

综上所述，油气管道产生均匀腐蚀时，将会使管道的寿命严重下降；当产生非均匀腐蚀时，则可能会产生油气资源泄漏，进而造成更大的风险和经济损失。

引起管道腐蚀的机理可以分为两种，分别是化学腐蚀和电化学腐蚀。在实际中，可以将增加缓蚀剂、添加涂层、更换管道材质以及实施阴极保护等四种方法结合使用，从而使得管道腐蚀速率下降，达到保护管道的目的。

参考文献：

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[2]史娜，王雷，仇祝峰，等.油气管道腐蚀机理分析及防腐措施综述[J].中国石油和化工标准与质量，2012，32（1）：230.

[3]代维.油气管道阴极保护屏蔽现场机理分析及整改策略[J].化学工程与装备，2016（11）：110-111.

范刚强（1989- ），男，江西九江人，毕业于江西科技师范学院机械制造与自动化专业，助理工程师，从事油气管道线路管理工作。