發布時間：2020-06-15所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：我國是一個人口大國，對能源需求量不斷增加。其中，我國主要采用油氣管道作為長距離油氣運輸方式，但因油氣管道埋于地下，環境因素較為復雜。因此，文章就長輸地埋油氣管道腐蝕問題加以研究，從輸送介質、輸送工藝等方面介紹影響油氣管道的主要腐蝕因
摘要：我國是一個人口大國，對能源需求量不斷增加。其中，我國主要采用油氣管道作為長距離油氣運輸方式，但因油氣管道埋于地下，環境因素較為復雜。因此，文章就長輸地埋油氣管道腐蝕問題加以研究，從輸送介質、輸送工藝等方面介紹影響油氣管道的主要腐蝕因素，并結合國內外研究情況，對長輸地埋油氣管道腐蝕控制標準以及防護技術進行探討，提出相應防護對策，旨在提升管道防腐工作質量，促進油氣管道建設。
關鍵詞：油氣管道;腐蝕因素;防護技術;質量控制
引言
我國國土面積遼闊，能源供應環境十分復雜，現階段多采用管線運輸的方式，作為的主要的油氣資源運輸工藝，其中針對西北部、西南部等位置的油氣資源供應，更需要建設數千公里的油氣運輸管線。油氣管線一般深埋地下，使用環境十分復雜，存在較多的腐蝕誘因，如果不進行對應的防腐蝕處理，會嚴重降低管線的使用壽命，同時油氣管線部分存在較多的穿過城鎮情況，管線運輸安全與城鎮居民的生命財產安全有直接關系，為了提高管線的防腐防護工作能力，就必須對管線腐蝕現象的發生原因展開深入的分析研究，對腐蝕機理有徹底的認識，基于腐蝕現象發生的內在原因，制定對應的防護方法。
相關期刊推薦：《腐蝕與防護》(月刊)屬應用技術類期刊，創辦于1980年。迄今出刊第35卷。本刊是國內最早的腐蝕專業學會——上海市腐蝕科學技術學會的會刊，也是國內創辦最早的腐蝕專業雜志之一，為領域內的學術交流和技術成果推廣作出了重要貢獻。
1油氣輸送管道的常見腐蝕因素
1.1油氣性質
石油、天然氣均屬于礦石能源，其成分相對復雜，部分成分會給油氣輸送管道帶來腐蝕。同時，石油、天然氣的種類不同，其性質也有一定的不同，從而會給油氣輸送管道產生不同的影響。石油天然氣中一般含有大量的含硫化合物，對管道的腐蝕率、腐蝕速率均比較高。同時，石油天然氣中還包含一定的二氧化碳，其生成物碳酸，會給管道造成一定的腐蝕，同時電化學反應會對金屬晶格造成破壞，進而使得管道內壁發生腐蝕。石油、天然氣作為油氣輸送管道運行過程中的輸送介質，成分組成相對復雜，決定著油氣輸送管道不可避免地出現腐蝕現象，只能采取有效的措施，減緩油氣輸送管道腐蝕的速度，來控制腐蝕問題所帶來的危害。
1.2化學因素腐蝕
埋設地下的油氣管道多采用中低碳鋼材質，在長期使用過程中受到的化學腐蝕主要有兩方面，一方面是遭受外腐蝕，即受土壤環境、雨水、溫度等自然條件影響，以及人為破壞等人為條件影響，導致管道外防腐層剝離破壞;另一方面是內腐蝕，即油氣中存在的含硫化合物以及雜質對管道內的腐蝕，導致管道穿孔。化學因素對油氣管道腐蝕最為嚴重，也極為常見。
1.2.1土壤腐蝕
土壤中含鹽量在2%～5%左右，以Cl-為主，含鹽量的增加會導致金屬腐蝕程度加劇。硫酸鹽還原菌(SRB)廣泛存在于土壤環境中，可促進SO2-4還原S2-，進而腐蝕鋼鐵。
1.2.2 CO2腐蝕
流體的pH值、流速與壓力、溫度、金屬材質、管材的熱處理、保護膜性質等因素直接影響CO2腐蝕性。同時，流體中含有的HCO-3、Cl-與上述因素相互作用，可加速金屬腐蝕速度。CO2陽極反應機理是Fe陽極氧化過程，陰極反應機理實質上是CO2融于水中電離出H+的過程，為催化或非催化陰極還原反應。
1.2.3 H2S腐蝕
與水接觸后的H2S氣體很可能對金屬管道造成局部甚至全面腐蝕。影響H2S腐蝕的因素，一方面是材料因素，如管材的成分、強度、硬度、表面狀態、顯微組織等;另一方面為環境因素，如水分含量、H2S濃度、pH值、Cl-濃度等。
2油氣輸送管道的有效防護對策
2.1建立保護層
為避免油氣輸送管道的腐蝕，應當靈活利用各種手段，在管道表面覆蓋保護層，避免油氣輸送管道直接接觸腐蝕性物質，這也是預防油氣輸送管道腐蝕問題的主要對策。將防腐材料涂抹在油氣輸送管道上，經過固化之后，轉變為防腐膜，從而與金屬管道有機結合起來，避免周圍環境中的各種腐蝕性因素與油氣輸送管道直接接觸，有利于避免電化學反應，降低油氣輸送管道的腐蝕速率。目前，可以采取如下三種手段建立保護層。第一，氧化處理保護手段。將NaNO2和NaOH的混合溶液涂刷在油氣輸送管道的表面，經過加熱處理之后，形成保護層，氧化膜的潤滑性、彈性均比較好，不會影響油氣輸送管道的正常運行，還可以達到理想的防腐效果。第二，磷化處理保護手段。將油氣輸送管道表面處理干凈之后，涂刷磷酸鹽溶液，在油氣輸送管道表面形成一層保護膜。第三，非金屬涂層。在油氣輸送管道表面噴涂各種塑料液體，不僅美觀度較好，還可以達到理想的防腐效果。
2.2耐蝕材料防護技術
合理選擇管道材質，需要綜合考慮流體介質、使用環境、材料結構、可能發生的物理或化學反應等因素，還需要注意選材的特殊要求。對于金屬材料的選擇，如在含CO2的油氣田中，可選擇耐腐蝕性較好的9%～12%Cr鉻鐵素體不銹鋼管;若CO2與Cl-共存，選擇23%Cr的鉻錳鎳不銹鋼;選擇鍍鋁鋼材以有效防止SO2和H2S腐蝕等。對于高分子材料而言，也可應用于管道防腐。如采用玻璃纖維或其制品制成的玻璃鋼纖維，既具備金屬鋼材的強度，又具備優良的耐腐蝕、電絕緣、隔熱等特點，在國外被廣泛運用于耐腐蝕管道、耐腐蝕輸送泵等設備中,值得我國借鑒。
2.3緩蝕劑技術
緩蝕劑技術主要應用于管道內側。采用緩蝕劑可以改變腐蝕金屬或合金的表面，抑制原電池反應，減緩反應速度，僅需要少量緩蝕劑的加入，就能夠有效減緩腐蝕速度，延長管線使用年限。盡管目前我國已經能夠自主生產大部分耐腐蝕材料，但由于技術能力不足，我國管道防腐產品的性能與國外相比仍有一定差距。因此，提高我國防腐涂料的制造工藝，使更多的新技術能夠應用于生產性能優良、成本低、壽命長的油氣管道防腐材料具有重要意義。
2.4陰極保護技術
主要是通過通電操作在被保護金屬的表面進行陰極極化作用，減緩腐蝕。該項技術現已在我國陜西、大慶、四川等大型油氣田中廣泛應用，包含強制電流法與犧牲陽極保護法兩種。強制電流保護法是通過外部電流作用使管道陰極極化。通常應用于長輸地埋油氣管道，結合防護涂層使用。犧牲陽極保護法是通過電流作用使陽極的活潑金屬優先腐蝕溶解，以達到防止管道被腐蝕的目的。
2.5緩蝕劑技術
緩蝕劑技術主要應用于管道內側。采用緩蝕劑可以改變腐蝕金屬或合金的表面，抑制原電池反應，減緩反應速度，僅需要少量緩蝕劑的加入，就能夠有效減緩腐蝕速度，延長管線使用年限。盡管目前我國已經能夠自主生產大部分耐腐蝕材料，但由于技術能力不足，我國管道防腐產品的性能與國外相比仍有一定差距。因此，提高我國防腐涂料的制造工藝，使更多的新技術能夠應用于生產性能優良、成本低、壽命長的油氣管道防腐材料具有重要意義。
結語
綜上所述，油氣長輸管道防腐處理工作的開展，對提升長輸管道的使用性能，降低長輸管道被腐蝕效果，促進管道使用年限的增加等具有重要的作用。文章主要從內外壁涂層防腐方式、陰極保護防腐方式、防腐材料應用方式以及自動化控制防腐等方面對如何做好長輸管道的防腐工作進行了探討，希望能夠提升油氣管道防腐的效果，保證油氣管道防腐工作的高效、安全運行。——論文作者：馬過
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