油气集输管道腐蚀的防治方向及安全检测

2020-03-01 21:00:30 来源：范文大全收藏下载本文

油气集输管道腐蚀的防治方向及安全检测

姬鄂豫陈海玲

南阳理工学院生物与化学工程学院

摘要：油气集输管道的腐蚀主要分为外壁腐蚀和内壁腐蚀两种。对管道外壁腐蚀主要采取环氧涂层与阴极保护技术。油气管道内的腐蚀化学成分会慢慢与管道内壁发生化学反应，是管道内壁发生严重腐蚀的重要原因，目前采用的还是内涂层防腐蚀措施。我国的生态环境比较脆弱，而且自净能力也和先进的国家有一定的差距，所以对油气集输管道耐腐蚀检测必须加大力度。在管道建设初期，就必须建立科学的管道防腐计划，前期对于管道损伤应及时修复，并且要确定好科学的中后期管道维护方案。关键词：油气管道；输送介质；防腐蚀技术；检测 doi:10.3969/j.in.1006-6896.2013.1.020 1 腐蚀事故的危害

我国的油气管道安全在全世界还处在一个发展阶段，与发达国家比较，还有相当大的差距。据相关数据表明：我国的油气管道事故发生率达到3次/(1 000 千米·年)，而美国、德国等国家通常在0.25～0.5次/(1 000千米·年)之间，明显低于我国。管道腐蚀的一般后果为：油气管道因为事故不能正常工作，油气供应不上就会导致相关的工厂生产停滞；油气对环境的破坏不可逆转，容易造成大气、土壤、湖泊的环境污染；油气都是易燃物质，如果大量泄漏会引起火灾；油气的跑冒、泄漏、爆炸如果发生在大中城市，极容易造成人员伤亡等重大事故。油气集输管道的腐蚀主要分为外壁腐蚀和内壁腐蚀两种。而腐蚀管道的化学物质以CO

2、SO

2、外界土壤、硫化氢等为主。

2 外壁腐蚀防治方向

2.1 腐蚀因素

金属管道的外腐蚀指的是埋在地下的管道外部腐蚀。一种情况是金属外管道受到所处的外界环境如土壤、水、空气等对金属管道进行了化学作用或物理溶解。通常这种埋地管道的外腐蚀受土壤破坏的因素比较大，所以要防治土壤对埋地管道的破坏。还有一种情况：海底的油气管道，会因为管道埋藏的外部环境是海水，比较轻易发生电化学腐蚀。因此金属管道外腐蚀的预防需要根据不同的环境采取不同的防腐方案设计。 2.2 防治办法

对管道外壁腐蚀主要采取环氧涂层与阴极保技术[1]。环氧涂层是最早的防腐技术，主要在管道的外壁上喷上防腐层，这种技术能保障金属管道不受防腐蚀介质的损坏。目前环氧涂层是国际公认的热固性防腐材料，其主要成分是环氧树脂和固化剂，是一种抗碱、耐酸物质，主要优点是涂层紧密，而且黏结力好，能保证防腐的致密性，表面光滑。而阴极保护技术指的是在水介质环境中的保护技术，能够防止金属管道在电介质环境下（海水、盐类、淡水等）的化学腐蚀，一般广泛应用于地下管道、海洋平台、海油气集输管线等，这种保护措施经济效益可观，不需要太多的成本。表1为环氧涂层与阴极保护技术的优劣比较，从表1可以看出，阴极保护技术在电介质环境中的保护作用明显比环氧涂层性价比要高，该技术常常被发达国家所利用。

3 内腐蚀的防治

油气管道内的腐蚀化学成分是油气管道的致命杀手，会慢慢与管道内壁发生化学反应，是管道内壁发生严重腐蚀的重要原因。 3.1 硫化氢对油气集输管道的腐蚀

硫化氢在遇到水时，很容易发生化学性水解，在水中就会产氢电离子并与管道内的Fe成分进行化学反应；同时硫化氢在有氧条件下与金属（含铁）发生相应的反应，这时金属物就会失去原来的金属属性。

硫化氢与金属管道内的化学成分很容易发生电化学反应。据数据表明，当管道缺陷处出现足够的H+的时候，就会经过沉淀生成相应的 H2，如果pH2≥300 MPa时，那么钢材就会发生强烈的塑性变形，导致管道出现开裂，管道内的油气就会通过狭小缝隙，形成强大的压强往外冲，导致油气大量地外漏。

3.2 二氧化碳对管道内壁的腐蚀碳酸（H2CO3）是弱酸性物质，它容易产生水解反应，导致管道内的 pH 值下降。二氧化碳（CO2）最大的问题就是造成坑点腐蚀或者是片状腐蚀等慢性腐蚀，这种腐蚀往往是随着时间的推移而慢慢发生的。 3.3 二氧化硫的腐蚀

二氧化硫（SO2）与硫化氢（H2S）一样具有强化学腐蚀性，它极易与Fe 发生化学反应。管道内的流体介质的冲蚀作用由三部分组成：一部分只是单纯进行冲蚀的磨损；一部分是液体对管道的磨蚀；一部分是气体中的固体颗粒对材料进行相应的磨蚀。这三部分组成了管道冲蚀作用的多相流。多相流中包括了流体、气体、碎砂屑、固体颗粒等，这种多相冲蚀很少出现在无强烈腐蚀的外部环境下，一般发生在管道内的腐蚀环境下。这种作用是非常复杂的，管道的液滴、汽泡，以及油气中的不纯物体（固体颗粒）对管道内壁都会发生日积月累的冲击，直接作用管道内壁表面，从而发生新的磨损。 3.4 内壁防腐技术应用

我国目前大多采用内涂层防腐蚀措施。关于内涂层的技术使用原理，相对来说比较简单。内涂层可以在管道内壁以及腐蚀的介质之间起到隔离的功效，这样就可以将介质侵蚀掉，免除其对内壁造成威胁。应用缓蚀剂技术则是为减轻金属管道的损坏，这种缓蚀剂的化学物质已经逐步被油田开发组织发现。缓蚀的机理是利用转化腐蚀的金属

[2]，对反应速率的进程适当降低，最后防腐蚀的目的才可能实现。对管道的内涂层防腐采取衬里的技术，可以节省管道材料维修的费用，提高油气的输送效率。玻璃钢复合材料是气集输管道防腐蚀采用的性价比较高的有机衬里材料，它的特点是耐腐蚀，同时也能够有助于管道强度、韧度的增加。一般来说，这种复合材料对特种集输管道比较有实际作用，主要对温度高、压力高的管道起作用。目前胜利油田已经采用该技术，该技术的应用不但提高了产量，而且运输管道的安全性也得到了保障。 4 耐腐蚀的安全检测我国的土地面积辽阔，油气资源也非常丰富，但是我国的油气井分散也导致了油气集输成本大大增加。我国的生态环境比较脆弱，而且自净能力也和先进的国家有一定的差距，所以对油气集输管道耐腐蚀检测必须加大力度

[3]。首先，在管道建设初期，就必须建立科学的管道防腐蚀计划。对管道及其相应的薄弱部件进行防腐优化处理，强化管道内壁和外壁的除锈控制与管理，做到从管道建设之初，就全面做好管道的防腐蚀处理。

第二，前期对管道损伤应及时修复。确定好地质勘察的顺序和时间，安排好防腐材料的运用与选择方法，主要是注重防腐漆（高密度聚乙烯塑料），实现对其保温。此外也要注重检查绝缘接头，采纳合格的高质量产品。第三，要确定好科学的中后期管道维护方案。特别对油气集输管道的建设，相关技术人员需要对生产运行和管道控制失效过程进行分析。逐步强化对集输管道的防腐蚀检测，排除一切安全隐患和油气泄漏的情况发生。

最后，对已经发生的事故，必须对事故建立一个环境保护的预案，保证将污染和事故后果降到最低。

5 结语

做好管道防腐工作，是顺利完成油气集输管道建设的重中之重。防腐计划主要是根椐油气腐蚀介质以及所处的相关外界环境提出的科学防腐方案，最合适的防腐蚀工艺技术选择是关键。我国目前管道防腐技术较外国落后，基本还是止步在涂层防腐的层面上，管道防腐技术采用阴极保护技术的很少，这也是我国管道腐蚀率居高不下的深层因素。未来国际在集输管道防腐这方面的主流技术将会是阴极保护，必须高度重视对该技术的开发和利用，并进行创新和深入研究。

参考文献

[1] 崔世菊．油气集输管道内腐蚀及内防腐技术[J]．石油化工设计，2010，23（9）：90-92．

[2] 鲍麒零，王石强，罗依妙，等．输油管道缓蚀剂现状与发展趋势[J]．化工文摘，2011，22（8）：59-62．

[3] 何漂漂．油气管道检测与评价[M]．北京：中国石化出版社， 2011．