油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理及防腐蝕技術(shù)探究

李亭霆

盤錦恒泰利石油化工工程設(shè)計(jì)有限公司 遼寧盤錦 124010

管道是油氣集輸系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其主要承擔(dān)著油氣資源的輸送工作，一般由金屬材質(zhì)構(gòu)成。由于油氣集輸管道所處的工作環(huán)境具有一定的特殊性，其需要長期與具有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)接觸，因而其在經(jīng)過一段時間的使用之后容易出現(xiàn)腐蝕、穿孔等問題。為從根本上解決油氣集輸管道的腐蝕問題，就必須深入分析油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理，并有針對性的應(yīng)用防腐蝕技術(shù)。

1 油氣集輸管道的腐蝕機(jī)理分析

由于油氣產(chǎn)品本身就含有一定的化學(xué)成分，因而油氣集輸管道會隨著使用年限的增加而呈現(xiàn)出不同程度的腐蝕現(xiàn)象。油氣產(chǎn)品的腐蝕性影響是導(dǎo)致油氣集輸管道出現(xiàn)內(nèi)部腐蝕的主要原因。除此之外，油氣集輸管道還會面臨著外部腐蝕的威脅。一般情況下，油氣集輸管道會埋在地下，其材質(zhì)為金屬材質(zhì)，容易受到土壤腐蝕。為保證油氣集輸管道的使用安全性和可靠性，企業(yè)必須采取一定的防腐蝕措施，抑制內(nèi)部及外部腐蝕的速度，減少腐蝕現(xiàn)象的負(fù)面影響[1]。

1.1 內(nèi)部腐蝕分析

無論是石油產(chǎn)品還是天然氣產(chǎn)品，其組成成分中均含有一定的硫化氫物質(zhì)，硫化氫在與金屬材質(zhì)的油氣集輸管道接觸之后，會產(chǎn)生氧化反應(yīng)。這不僅會導(dǎo)致管道內(nèi)部出現(xiàn)大量的沉淀物，更會直接導(dǎo)致管道內(nèi)壁的厚度減少。長期以往，油氣集輸管道的壓力承受能力會明顯下降。若在管壁變薄的基礎(chǔ)上，沒有采取任何的防護(hù)措施，管道會因?yàn)楦g現(xiàn)象的持續(xù)作用而出現(xiàn)破損，引發(fā)石油或天然氣的泄漏，給企業(yè)造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)?dǎo)致爆炸、火災(zāi)等安全事故的出現(xiàn)。

1.2 外部腐蝕分析

土壤腐蝕是主要的外部腐蝕形式，管道的外部腐蝕程度取決于土壤中的物質(zhì)成分，不同性質(zhì)的土壤所造成的腐蝕效果也是不盡相同的。從實(shí)際情況來看，若管道所處的位置含有大量的酸性土壤，則其腐蝕速度和腐蝕程度會相對較高，而堿性土壤及中性土壤的腐蝕影響則相對較差。其次，土壤中的含水量高低，也是影響腐蝕效果的主要因素。若土壤的含水量較高，且透水性較差，則會加劇腐蝕的程度。

對于海底油氣集輸管道而言，其所面臨的外部腐蝕環(huán)境更為嚴(yán)峻。海水會對管道造成電化學(xué)侵蝕，且在管道需要長期在海水中浸泡的基礎(chǔ)上，管道的腐蝕問題很難得到有效、快速的解決。

由此可見，腐蝕現(xiàn)象對油氣集輸管道的威脅不容小窺，其是油氣生產(chǎn)中的主要安全隱患之一。企業(yè)必須采取可靠的措施，加強(qiáng)對于管道腐蝕現(xiàn)象的監(jiān)督管理，及時解決腐蝕問題，為油氣集輸管道的安全運(yùn)行營造良好的客觀條件。

2 防腐蝕技術(shù)的應(yīng)用

2.1 陰極保護(hù)技術(shù)

防腐蝕技術(shù)的目的是為了提高管道的耐腐蝕性。從管道腐蝕的原理角度來看，其主要的腐蝕形式包括電解腐蝕、化學(xué)腐蝕以及細(xì)菌腐蝕等集中形式，因而陰極保護(hù)技術(shù)可以有效達(dá)到控制腐蝕的目的。該技術(shù)的應(yīng)用可以在管道表面形成電解池，控制電化學(xué)腐蝕[2]。

2.2 防腐材料的應(yīng)用

在生產(chǎn)油氣集輸管道時，應(yīng)當(dāng)有效考慮具有耐腐蝕性的原材料，將其作為管道的主要材料。一般情況下，合金材料比單一的金屬材料更具耐腐蝕性。在應(yīng)用合金材料時，管道生產(chǎn)廠家需要通過生產(chǎn)工藝的調(diào)整以及技術(shù)的應(yīng)用提高材料的熱穩(wěn)定性，提高管道的鈍性，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)管道穩(wěn)定性的提升。

2.3 防腐絕緣層的設(shè)計(jì)

油氣集輸管道在投入使用之前，需要在其內(nèi)部及外部表面涂抹防腐絕緣材料，同時需要在其外部應(yīng)用鍍層技術(shù)。防腐絕緣層的應(yīng)用可以有效減少腐蝕現(xiàn)象的影響，且能夠起到一定的隔離效果。從技術(shù)原理的角度來看，防腐絕緣層能夠?qū)⒔饘俟艿琅c腐蝕介質(zhì)進(jìn)行隔離，從而達(dá)到防腐的效果。

現(xiàn)階段，油氣集輸管道中常用的外部防腐絕緣層主要為環(huán)氧涂層，該涂層與常規(guī)的瀝青涂層相比，具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。環(huán)氧涂層主要由環(huán)氧樹脂材料構(gòu)成，具有較強(qiáng)的粘結(jié)性，且涂層密度較大，表面較為細(xì)膩，粗糙程度較低，在面對鹽堿腐蝕時具有出色的抗腐蝕效果。

內(nèi)部防腐絕緣層一般主要為玻璃鋼復(fù)合材料，其不僅具有良好的耐腐蝕性，且自身的強(qiáng)度較高，能夠適用高溫度和高壓力的輸送環(huán)境。

2.4 緩蝕劑的應(yīng)用

緩蝕劑是一種抑制化學(xué)腐蝕的有效試劑。油氣生產(chǎn)企業(yè)在管道運(yùn)輸?shù)挠蜌猱a(chǎn)品中添加緩蝕劑，即可在一定程度上實(shí)現(xiàn)對于腐蝕現(xiàn)象的抑制和延緩。但是，由于緩蝕劑會與石油、天然氣之間發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致油氣產(chǎn)品質(zhì)量下降，因而一般不推薦使用緩蝕劑。

2.5 管道防腐監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

管道防腐監(jiān)控系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)的產(chǎn)物，該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對于管道運(yùn)輸狀態(tài)的24小時自動監(jiān)控，且能夠自動采集管道的各項(xiàng)參數(shù)，如壓力數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)等，分析管道是否出現(xiàn)問題。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)判定油氣集輸管道所遭遇的腐蝕問題較為嚴(yán)重時，會自動向監(jiān)控部門發(fā)出警告，并收集腐蝕信息，為后續(xù)維護(hù)工作的開展提供有力的數(shù)據(jù)支撐。管道防腐監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用在真正意義上實(shí)現(xiàn)了管道監(jiān)督的全自動化，其不僅是油氣集輸管道的安全保障，更能夠推動輸送效率以及穩(wěn)定性的提高[3]。

3 結(jié)語

綜合來看，油氣集輸管道腐蝕技術(shù)的應(yīng)用需要基于管道所運(yùn)輸油氣產(chǎn)品的性質(zhì)以及管道所在的腐蝕環(huán)境而確定，不同的防腐蝕技術(shù)在不同的環(huán)境下會表現(xiàn)出不同的效果。因此，油氣生產(chǎn)企業(yè)需要基于自身的實(shí)際情況出發(fā)，加強(qiáng)對于防腐蝕技術(shù)應(yīng)用的研究，有針對性的使用防腐蝕技術(shù)，確保技術(shù)應(yīng)用的正確性、合理性以及科學(xué)性。同時，企業(yè)還需要加強(qiáng)新型防腐蝕技術(shù)的研發(fā)和引入，不斷完善管道防腐蝕體系，全方位對油氣集輸管道進(jìn)行保障。