石油天然气长输管道的腐蚀与防护措施分析 台建

石油天然气长输管道的腐蚀与防护措施分析台建
发表时间：2018-05-21T16:07:11.840Z 来源：《基层建设》2018年第5期作者：台建
[导读] 摘要：随着我国市场经济的快速发展，石油和天然气的需求量日益增加，因此对油气运输管道的要求也愈加严格。

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摘要：随着我国市场经济的快速发展，石油和天然气的需求量日益增加，因此对油气运输管道的要求也愈加严格。

我国油气开采已有一定的年限，部分管道已进入“中老年期”的事故多发阶段，而保证油气管道的安全运输最关键的环节是对油气管道的防腐建设，特别是对新建管道的防腐建设。

本文分析了当前石油和天然气长输管道腐蚀的原因，并提出了几种不同的解决措施，为油气管道的腐蚀和防护提出措施。

关键词：石油；天然气；长输管道；腐蚀；防护
0引言
目前，我国的油气资源大多分布在西部和北部地区，是我国资源的主要产出地，而由于我国地区经济发展存在差异，油气资源的主要消费市场则在东南沿海东区和部分中南部的大中城市。

资源出产地和消费地的相距较远，同时，石油、天然气的需求量不断增加，所以石油、天然气资源的输送主要依靠长输管道的运输。

长输管道的长度长，运送距离远，穿越的地形复杂，土壤的性质也各有差异，所以造成了石油天然气的管道腐蚀原因多样且管道极易腐蚀的现象出现。

在管道运输过程中尽早准确地发现管道腐蚀出现的区域和状况，并对管道进行维修和防护，是石油和天然气正常和安全运输的关键。

1.长输管道腐蚀的原因分析
腐蚀是指因工程材料与其周围的物质发生化学反应而导致解体的现象。

通常这个术语用来表示金属物质与氧化物如氧气等物质发生电化学的氧化反应。

腐蚀破坏的形式种类很多，在不同环境条件下引起金属腐蚀的原因不尽相同，而且影响因素也非常复杂。

腐蚀又分为干腐蚀和湿腐蚀两种：湿腐蚀是指金属在有水的情况下出现腐蚀的现象；而干腐蚀是指在没有液态水的情况下的干气体中的腐蚀，常见的是高温氧化。

我国的长输管道多为钢管，多铺设在地底下，容易受到腐蚀。

研究表明：埋地钢管如果不采取合理的防腐措施则一年就可能出现腐蚀穿孔的现象；如果采取合理的措施则防腐年限可达25年以上。

因此，我们要分析管道腐蚀的主要原因，从而做好对管道的防护护理，保证油气的正常运输。

1.1管道材料及其制造工艺
长输管道的制管材料大多采用钢材，这是管道容易腐蚀的源头之一。

钢材是由各类金属组成，金属在一定的湿度和温度条件下容易出现腐蚀的现象。

特别是钢材中的化学成分和微晶结构容易造成钢管的开裂和腐蚀。

而在钢管的制造过程中，表面存在着划痕或者是凹凸面等也容易造成钢管的腐蚀和开裂。

不同管道之间的焊接因为工艺技术的问题容易造成晶间腐蚀和电偶腐蚀，影响管道的长久使用。

1.2埋地管道周边的环境
埋地管道主要铺设在地底下，受到多种因素的腐蚀，主要有土壤腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀三种。

土壤具有多相性和不均匀性，并且具有很多微孔可以渗透水及气体，因此不同土壤具有不同的腐蚀性，又由于土壤具有相对的稳定性，使得土壤腐蚀和其他电化学腐蚀过程不同[1]。

在土壤内部，氧通过土壤的孔隙来传递，氧的传送速度受到土壤的结构和湿度的影响，在不同的土壤环境下氧的渗透率各有差别。

土壤孔隙中包含着水和气，固、液、气三种形态相间，水中的盐使土壤具有离子导电性，又由于土壤的不均匀性使得管道容易受到电化学腐蚀。

细菌腐蚀主要是指在土壤中的微生物对金属的腐蚀性，不是细菌直接对金属的腐蚀，而是通过细菌的活动间接地对金属腐蚀过程产生影响。

主要的腐蚀细菌有厌氧的硫酸盐还原菌和铁杆菌等。

杂散电流腐蚀是指一些杂散电流可能流入或流出金属管道，出现腐蚀现象，具体可以分为直流干扰腐蚀和交流干扰腐蚀。

直流干扰腐蚀的破坏区域广、速度快，对管道的腐蚀情况严重；交流干扰腐蚀的腐蚀量小，但是腐蚀性强，破坏力大。

1.3管道防护效果
管道防护是管道腐蚀情况的安全屏障，管道防护工作的好坏影响着管道腐蚀情况的快慢。

当前，我国的长输管道主要采用了阴极保护和防腐蚀覆盖层两种防腐保护措施。

防腐蚀层是直接接触土壤环境的表层，在涂覆时要多加几层且要和钢管紧密贴合从而抵御环境的腐蚀。

在平时要对管道多加检查，注意观测防腐蚀层的涂层状况，长期有效的防护金属和防止腐蚀情况的发生和加剧。

1.4管道的应力水平和输送介质
长输管道中的输送压力和压力波动会对管道产生影响，极易造成管道腐蚀开裂。

管道运输过程中，过大的压力会对管壁造成挤压从而极易造成管壁裂纹和腐蚀。

管道的应力水平不同对管道产生的影响也不同，应力水平高的管道对压力的承受力强，因此可以在一定程度上抵抗应力的腐蚀作用。

石油和天然气长输管道输送的介质中往往含有H₂S、CO₂等酸性腐蚀介质，极易对管壁造成腐蚀。

输气管线输送天然气的温度和含水率随着输送距离的增加会使温度降低，水分凝结在管内壁上，极易形成管道内腐蚀[2]。

2.管道防护措施
2.1涂层保护
管道外的防腐蚀覆盖层是通过对埋地管道的表层进行涂层覆盖从而防止管道和外部腐蚀源接触的一种方法。

在选择防腐层的时候，防腐涂层应具备以下基本性能：有效的电绝缘性；有效的隔水屏障性；涂敷于管道的方法不会对管道的性能产生不利影响；涂敷于管道上的涂层缺陷最少；与管道表面有良好的附着力；能防止针孔随时间发展；能抵抗装卸、储存和安装时的损伤；能有效地保持绝缘电阻随时间恒定不变；抗剥离性能；抗化学介质破坏；补伤容易；物理性能保持能力强；对环境无害；能防止地面储存和长距离运输过程不发生变化和降解[3]。

目前国内适用于长输管道的防腐蚀涂层主要有石油沥青、煤焦油瓷漆、熔结环氧粉末、聚烯烃三层结构覆盖层等[4]。

2.2电化学保护
电化学保护主要包括阴极保护和阳极保护两种方式：阳极保护是使被保护金属处于稳定的钝性状态的一种保护方法，可以通过外加电源进行极化或添加氧化剂的方法达到防护目的；阴极保护是在指金属表面通过足够的阴极电流，使金属表面阴性极化，成为电化学腐蚀电池中电位均一的阴极，从而防止管道腐蚀[5]。

在具体采用电化学保护时，应根据供电条件、所需保护电流大小等情况的不同来决定使用阴
极保护方式还是阳极保护方式。

2.3杂散电流排流保护
杂散电流是影响管道腐蚀的原因之一，在设置管道时要注意与周边的高压输电电路保持一定的距离或者是呈平行分布的趋势。

杂散电流排流的保护方法是用绝缘电缆与排流设备相连接，从而防止电流同管道接触，避免造成腐蚀。

因此，在设置管道时要注意尽量远离直流和交流干扰电源。

2.4管道的管理和维护
在管道的正常运作中，我们要加强对长运输管道的维护，将管道管理和维护看作是一项长期的系统性工作来运作。

建立起管道防腐的检测维护机制，及时对局部腐蚀部分进行维修和管理，防止腐蚀面积扩大。

同时要加强技术开发和管理，加强对管道监测的准确性和开发新的腐蚀预测技术，进一步防止管道的腐蚀。

3结语
石油天然气长输管道的腐蚀与防护是我们加强管道管理和保证油气安全运输的关键，也是保证我国油气市场稳定的重要步骤。

本文从油气管道腐蚀的原因和对油气管道防护管理两方面具体分析了油气管道的腐蚀和防护，对于延长管道寿命和有效运行管道起到一定的作用。

我们要正确认识油气管道腐蚀的原因，从源头上做好防护工作，同时，还要加强对管道的管理和防护，降低腐蚀面产生和扩大的机率，加强管道巡检，维护好管道平稳安全运输。

参考文献
[1]蒋金玉,吴祥.埋地钢管的土壤腐蚀速率计算及防腐措施[J].管道技术与设备,2013,05:49-51.
[2]陈胜利,兰志刚,宋积文,王在峰.长输天然气管线的腐蚀与防护[J].全面腐蚀控制,2011,01:38-41.
[3]龚树鸣.长输天然气管道外防腐涂层选择[J].天然气与石油, 2001,19（1）:24-31.
[4]李海川.浅析原油与天然气长输管道的腐蚀与防护[J].中国石油和化工标准与质量, 2011 ,7:120-121.
[5]李海川.浅析原油与天然气长输管道的腐蚀与防护[J].中国石油和化工标准与质量, 2011 ,7:120-121.。