發(fā)布時(shí)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(gè)人口大國，對(duì)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(yùn)輸方式，但因油氣管道埋于地下，環(huán)境因素較為復(fù)雜。因此，文章就長輸?shù)芈裼蜌夤艿栏g問題加以研究，從輸送介質(zhì)、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(gè)人口大國，對(duì)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(yùn)輸方式，但因油氣管道埋于地下，環(huán)境因素較為復(fù)雜。因此，文章就長輸?shù)芈裼蜌夤艿栏g問題加以研究，從輸送介質(zhì)、輸送工藝等方面介紹影響油氣管道的主要腐蝕因素，并結(jié)合國內(nèi)外研究情況，對(duì)長輸?shù)芈裼蜌夤艿栏g控制標(biāo)準(zhǔn)以及防護(hù)技術(shù)進(jìn)行探討，提出相應(yīng)防護(hù)對(duì)策，旨在提升管道防腐工作質(zhì)量，促進(jìn)油氣管道建設(shè)。
關(guān)鍵詞：油氣管道;腐蝕因素;防護(hù)技術(shù);質(zhì)量控制
引言
我國國土面積遼闊，能源供應(yīng)環(huán)境十分復(fù)雜，現(xiàn)階段多采用管線運(yùn)輸?shù)姆绞�，作為的主要的油氣資源運(yùn)輸工藝，其中針對(duì)西北部、西南部等位置的油氣資源供應(yīng)，更需要建設(shè)數(shù)千公里的油氣運(yùn)輸管線。油氣管線一般深埋地下，使用環(huán)境十分復(fù)雜，存在較多的腐蝕誘因，如果不進(jìn)行對(duì)應(yīng)的防腐蝕處理，會(huì)嚴(yán)重降低管線的使用壽命，同時(shí)油氣管線部分存在較多的穿過城鎮(zhèn)情況，管線運(yùn)輸安全與城鎮(zhèn)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全有直接關(guān)系，為了提高管線的防腐防護(hù)工作能力，就必須對(duì)管線腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生原因展開深入的分析研究，對(duì)腐蝕機(jī)理有徹底的認(rèn)識(shí)，基于腐蝕現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)在原因，制定對(duì)應(yīng)的防護(hù)方法。
相關(guān)期刊推薦：《腐蝕與防護(hù)》(月刊)屬應(yīng)用技術(shù)類期刊，創(chuàng)辦于1980年。迄今出刊第35卷。本刊是國內(nèi)最早的腐蝕專業(yè)學(xué)會(huì)——上海市腐蝕科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)的會(huì)刊，也是國內(nèi)創(chuàng)辦最早的腐蝕專業(yè)雜志之一，為領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)交流和技術(shù)成果推廣作出了重要貢獻(xiàn)。
1油氣輸送管道的常見腐蝕因素
1.1油氣性質(zhì)
石油、天然氣均屬于礦石能源，其成分相對(duì)復(fù)雜，部分成分會(huì)給油氣輸送管道帶來腐蝕。同時(shí)，石油、天然氣的種類不同，其性質(zhì)也有一定的不同，從而會(huì)給油氣輸送管道產(chǎn)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(duì)管道的腐蝕率、腐蝕速率均比較高。同時(shí)，石油天然氣中還包含一定的二氧化碳，其生成物碳酸，會(huì)給管道造成一定的腐蝕，同時(shí)電化學(xué)反應(yīng)會(huì)對(duì)金屬晶格造成破壞，進(jìn)而使得管道內(nèi)壁發(fā)生腐蝕。石油、天然氣作為油氣輸送管道運(yùn)行過程中的輸送介質(zhì)，成分組成相對(duì)復(fù)雜，決定著油氣輸送管道不可避免地出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)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(xué)因素腐蝕
埋設(shè)地下的油氣管道多采用中低碳鋼材質(zhì)，在長期使用過程中受到的化學(xué)腐蝕主要有兩方面，一方面是遭受外腐蝕，即受土壤環(huán)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(dǎo)致管道外防腐層剝離破壞;另一方面是內(nèi)腐蝕，即油氣中存在的含硫化合物以及雜質(zhì)對(duì)管道內(nèi)的腐蝕，導(dǎo)致管道穿孔。化學(xué)因素對(duì)油氣管道腐蝕最為嚴(yán)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(huì)導(dǎo)致金屬腐蝕程度加劇。硫酸鹽還原菌(SRB)廣泛存在于土壤環(huán)境中，可促進(jìn)SO2-4還原S2-，進(jìn)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(zhì)、管材的熱處理、保護(hù)膜性質(zhì)等因素直接影響CO2腐蝕性。同時(shí)，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(yīng)機(jī)理是Fe陽極氧化過程，陰極反應(yīng)機(jī)理實(shí)質(zhì)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(yīng)。
1.2.3 H2S腐蝕
與水接觸后的H2S氣體很可能對(duì)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(qiáng)度、硬度、表面狀態(tài)、顯微組織等;另一方面為環(huán)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(hù)對(duì)策
2.1建立保護(hù)層
為避免油氣輸送管道的腐蝕，應(yīng)當(dāng)靈活利用各種手段，在管道表面覆蓋保護(hù)層，避免油氣輸送管道直接接觸腐蝕性物質(zhì)，這也是預(yù)防油氣輸送管道腐蝕問題的主要對(duì)策。將防腐材料涂抹在油氣輸送管道上，經(jīng)過固化之后，轉(zhuǎn)變?yōu)榉栏�，從而與金屬管道有機(jī)結(jié)合起來，避免周圍環(huán)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(xué)反應(yīng)，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(hù)層。第一，氧化處理保護(hù)手段。將NaNO2和NaOH的混合溶液涂刷在油氣輸送管道的表面，經(jīng)過加熱處理之后，形成保護(hù)層，氧化膜的潤滑性、彈性均比較好，不會(huì)影響油氣輸送管道的正常運(yùn)行，還可以達(dá)到理想的防腐效果。第二，磷化處理保護(hù)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(hù)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(dá)到理想的防腐效果。
2.2耐蝕材料防護(hù)技術(shù)
合理選擇管道材質(zhì)，需要綜合考慮流體介質(zhì)、使用環(huán)境、材料結(jié)構(gòu)、可能發(fā)生的物理或化學(xué)反應(yīng)等因素，還需要注意選材的特殊要求。對(duì)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(duì)于高分子材料而言，也可應(yīng)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(qiáng)度，又具備優(yōu)良的耐腐蝕、電絕緣、隔熱等特點(diǎn)，在國外被廣泛運(yùn)用于耐腐蝕管道、耐腐蝕輸送泵等設(shè)備中,值得我國借鑒。
2.3緩蝕劑技術(shù)
緩蝕劑技術(shù)主要應(yīng)用于管道內(nèi)側(cè)。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(yīng)，減緩反應(yīng)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(jīng)能夠自主生產(chǎn)大部分耐腐蝕材料，但由于技術(shù)能力不足，我國管道防腐產(chǎn)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(shù)能夠應(yīng)用于生產(chǎn)性能優(yōu)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(hù)技術(shù)
主要是通過通電操作在被保護(hù)金屬的表面進(jìn)行陰極極化作用，減緩腐蝕。該項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已在我國陜西、大慶、四川等大型油氣田中廣泛應(yīng)用，包含強(qiáng)制電流法與犧牲陽極保護(hù)法兩種。強(qiáng)制電流保護(hù)法是通過外部電流作用使管道陰極極化。通常應(yīng)用于長輸?shù)芈裼蜌夤艿�，結(jié)合防護(hù)涂層使用。犧牲陽極保護(hù)法是通過電流作用使陽極的活潑金屬優(yōu)先腐蝕溶解，以達(dá)到防止管道被腐蝕的目的。
2.5緩蝕劑技術(shù)
緩蝕劑技術(shù)主要應(yīng)用于管道內(nèi)側(cè)。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(yīng)，減緩反應(yīng)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(jīng)能夠自主生產(chǎn)大部分耐腐蝕材料，但由于技術(shù)能力不足，我國管道防腐產(chǎn)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(shù)能夠應(yīng)用于生產(chǎn)性能優(yōu)良、成本低、壽命長的油氣管道防腐材料具有重要意義。
結(jié)語
綜上所述，油氣長輸管道防腐處理工作的開展，對(duì)提升長輸管道的使用性能，降低長輸管道被腐蝕效果，促進(jìn)管道使用年限的增加等具有重要的作用。文章主要從內(nèi)外壁涂層防腐方式、陰極保護(hù)防腐方式、防腐材料應(yīng)用方式以及自動(dòng)化控制防腐等方面對(duì)如何做好長輸管道的防腐工作進(jìn)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(yùn)行。——論文作者：馬過
