油田管道的防腐与保护

浅析油田管道的防腐与保护

摘要：本文分析了油田管道的腐蚀原因，并对其提出了具体保护措施，有一定参考价值。

关键词：油田；管道腐蚀；问题；措施

中图分类号：te34 文献标识码：a 文章编号：

引言：能源一直是我国国家安全、社会稳定和经济发展的重要物质基础和战略保障，其油气储运的发展和建设对我国当前以及长远的社会经济发展都有着十分重大的意义和影响。它直接影响着我国能源的节约与开发，关系着我国能源与经济社会的协调发展、能源发展改革以及国际合作，为社会发展和国民经济建设提供了安全、稳定、长期的能源保障。随着我国西气东输工程的投产运行和油气市场的逐步开放，油气的相关消费已进入了人们日常的生产生活当中，成为企业和社会关注、投资的热点，同时，油气储运过程中的管道腐蚀问题也越来越受到人们的关注和重视。

1 我国目前油气储运管道的防腐情况

近年来，我国在油气储运的管道防腐问题上已取得了一定的成效，具体表现在以下几个方面。

1）油气管道的内部防腐技术应用。由于天然气中的硫化氢、二氧化碳等腐蚀性的介质容易导致储运管道的内部发生腐蚀现象，严重时甚至会在积水管道处发生开裂等事故，因此，油气人员在储运管道的内部涂制了新型的缓蚀剂，通过建立管道在线监测系统，

实现对油气运输过程的全程控制和检测评价，以达到有效控制油气管道的内部腐蚀现象的发生。

2）阴极保护以及防腐层等技术的配套使用。阴极保护是以干电化学腐蚀为原理，结合涂敷技术的一种电化学防腐保护技术，对油气储运中管道的金属部分有着十分有效的防腐作用和效果。目前，大多数的油气在储运过程中，其管道的防腐蚀处理是阴极保护同防腐层等技术相互结合、相互配合来共同进行管道的防腐保护的，其效果也较为明显。3）防腐层技术的应用。目前，防腐层技术在油气储运管道中应用较为广泛，像煤焦油瓷漆、三层聚乙烯、熔结环氧等防腐涂层技术都得到了飞速的发展。

2 油田集输管道腐蚀的主要原因

在石油和天然气的生产过程中，由于油田集输管道是原油输送最主要的装置，因此提高其防腐蚀性能至关重要。目前来看，造成油田集输管道腐蚀的原因很多，总结之，主要表现在以下方面：第一，土壤和水对集输管道的腐蚀。

由于土壤中含有大量的空气和水分，因此便成了一个巨大的电解质导体，土壤中的空气和水分与集输管道之间就会形成电化学反应环境，进而导致二者之间发生电化学反应；由于土壤中含有大量的氧气，因此就形成了氧浓差电池，从而加速了油田集输管道的腐蚀；同时土壤的湿度与土质成分也会加速油田集输管道的腐蚀。水对集输管道的腐蚀性也非常大。水本身就是一种电解质溶液，可以

与金属管道的表面直接发生作用。由于集输管道金属表面不同部位具有很大的差异性，因此就会产生电极电位，从而使金属管道与水（电解质溶液）形成一条完整的电流回路，即腐蚀原电池。在这一腐蚀原电池的作用下，集输管道金属表面就会出现不同程度的腐蚀。随着时间的推移，久而久之就会使集输管道的腐蚀面越来越大、程度越来越深，最终断裂，进而造成石油和天燃气的泄露。

第二，污水的恶性循环，加速了管道腐蚀穿孔。以上原因造成了油田集输管道的腐蚀，由于没有也很难对此进行清理，因此集输管道的腐蚀又导致净化含油污水的水质不受到污染。当这种不合格的水二次注入地下时，就会形成一直恶性的循环，从而加速了集输管道腐蚀穿孔，对油田正常的生产造成了严重的危害。为了能够更清楚地说明这一问题，以下做了一个实验：将已经被腐蚀的集输管道做表面取样，其规格为1cm×1cm×4mm。将该样本打磨干净后吹干，放入百分之四的硝酸酒精中，用扫描电子显微镜与激光扫描共焦显微镜来观察集输管道样本表面的腐蚀形貌并测定腐蚀坑的深度，再利用离子色谱仪对腐蚀水液进行检测，结果如下表（表1）：通过表1可知，油田集输管道取样的内壁表面所产生的腐蚀产物主要成份是由硫化铁，同时还有少量的四氧化三铁和硫化亚铁等物质。这表明，油田集输管道内壁上的腐蚀原因主要是含氧与氯离子污水以及硫化氢等溶于水后，对集输管道产生了腐蚀作用。

3 加强油田集输管道保护的措施

针对以上问题，笔者认为可以采用以下方法加强对油田集输管道保护：

3.1 改善管道自身质量，改良周围环境

通过以上实验可知，造成油田集输管道腐蚀的主要原因在于提高其自身的防腐性能，改良其铺设环境的质量。集输管道材料铺设前，要在满足基本需求的基础上着重考虑材料的抗腐蚀性能，同时可在管道的表面设置防护层或者采取保护措施。具体是：将三层聚乙烯、环氧涂层以及煤焦油瓷漆等涂喷在金属管道的表面，使管道与外界隔离；对金属管道进行氧化处理，从而在其表面形成一层氧化膜，也可防腐蚀；此外，还可以将另一种金属镀在集输管道的表面即电镀，这样能有效防止管道受到腐蚀。同时还可以通过改良环境来降低腐蚀介质的浓度，比如控制透气度、减少介质中的含氧量；控制环境的温度、适度和透气度或者喷施缓蚀剂。

3.1 化学保护法

可以在集输管道上连接另一种电位更低的金属或者合金，从而创造一个新的腐蚀电池。该方法主要是利用电极、电势更低的金属或者合金作为电池的阳极固定在集输管道上，在电池的作用下只会腐蚀该种金属或合金，作为阴极的集输管道因而就收到了保护。这种方法主要适用于那些电流需求量非常小的裸管或者有涂层的管

道外露部位；同时还可以使用强制电流保护法，该方法是将被保护的集输管道与外加电源的负极相连接，通过外部电源控制来降低管

道的腐蚀速率。该方法的优点在于可以提供较大的保护电流，对集输管道的保护距离更长，而且便于控制电压与电流、使用的范围也更加的广泛。

3.2 表面处理防腐技术

油气储运管道防腐工程的基础性保障就是

管道表面的防腐处理。油气管道大多采用的金属材质，而它们的使用寿命长短关键在于其防腐技术的质量。防腐涂层同管道基体的粘接度高，则防腐质量就高，就能更好的延长和保证管道的使用寿命。

3.3 管内防腐蚀方法

集输管道内涂层防腐技术是目前使用最广的管内防腐蚀措施之一，其防腐蚀原理主要是在管道的内壁与腐蚀介质之间涂上一层隔离膜，从而能够有效地减缓腐蚀速率。这种方法不但能够有效地防止集输管道内壁的腐蚀，节约大量的管材与维修费用，而且可以减少管道清理的次数，进而大大提高了油气的输送速率。在对管道的内涂层及衬里进行防腐保护时，多采用环氧树脂、聚乙烯等粉末涂层。随着科技的进步，能够承受300℃高温的新型热喷玻璃防腐技术也逐步得到了广泛的应用，它能够隔绝油气管道内部的硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体与碳钢的接触，从而有效的避免油气本身对管道的腐蚀作用。

3.4 利用复合管等耐腐蚀材料