油气储运管道腐蚀的原因及对策

发表时间:2020/5/11   来源:《科学与技术》2020年2期   作者:庞宁宁 甄维平 商勇
[导读] 在油田的生产作业过程中,油田储运管道腐蚀问题会对原油安全
        摘要:在油田的生产作业过程中,油田储运管道腐蚀问题会对原油安全运输形成巨大影响,鉴于此,多数油田企业都在油田储运管道防腐施工方面投入了大量的人力、物力资源,对储运管道防腐给予了高度重视。油田储运管道长时间在地下掩埋,在其运行过程中不可避免的会出现腐蚀、老化等问题,严重的情况下甚至会出现管道穿孔,从而造成油气资源泄露,因此必须要针对油气储运管道防腐技术进行不断优化,有效提升防腐施工技术水平,这样才能充分保证油田油气资源运输的安全进行。
        关键词:油气储运管道;腐蚀;原因;对策

        油田储运管道主要是利用金属材料制作,而金属材料在地下深埋的过程中不可避免的会发生化学反应,从而导致金属结构发生变化,从而产生严重腐蚀现象。在储运管道所有化学反应中电化学腐蚀是最严重的一种,土壤中存在大量的电解质,金属管道在与其接触的过程中会发生电化学反应,从而形成金属离子,导致金属材料发生改变;另外,化学腐蚀也会对金属管道材料形成严重破坏。众所周知,在土壤环境中水分、无机盐、空气的化学成分含量非常丰富,金属管道在与其接触的过程中会发生化学反应,从而对金属材料结构产生巨大影响,甚至会导致储运管道性能遭到破坏,从而对储运管道整体功能产生严重影响。
1 造成油田储运管道腐蚀的原因分析
1.1 土壤因素
        由于土壤中含有非常丰富的空气、无机盐、水分等物质,从而使得土壤具有了较强的导电性,那金属管道发生化学反应提供必要条件。水分与金属也会发生化学反应,但是整个反应过程非常漫长。此外,土壤中的化学成分以及酸碱度等各种因素都会对油田储运管道腐蚀形成一定影响,根据相关数据统计发现,土壤是储运管道腐蚀过程中非常重要的一种因素。化学腐蚀一般均匀发生在管壁表面,使得管壁整体变薄,作用过程比较缓慢,对管壁整体破坏力较小。当管道埋藏在地下,容易发生电化学腐蚀,对管道破坏力较大。金属管道浸泡在土壤电解质溶液中,由于管道不同部位接触的溶液离子种类、浓度、温度等有差异,在管道表面形成宏观电池或者局部电池,如溶液中氧在不同地方会存在浓度差,在浓度较小的地方形成阳极。管道表明温度会存在差异,在温度较高的地方形成阳极。电化学腐蚀一般不易发现或识别,对管道破坏力较大,会导致管道穿孔,甚至发生断裂,使得管道发生严重泄漏。
1.2 油气因素
        油气成分组成非常复杂,储运管道在进行油气资源运输的过程中,油气资源组分会与金属管道发生化学反应,例如天然气中的硫化氢、二氧化硫等成分会对金属管道材料形成严重腐蚀,严重的情况下甚至会导致储运管道发生穿孔现象。在当前油气资源开采不断深入的情况下,原油含水率的进一步增加,从而使得原油对金属管道的腐蚀影响更加严重。
1.3 储运管道防腐层因素
        沥青在储运管道防腐施工中的应用非常广泛,但是其在长期使用过程中会出现严重老化现象;而在防腐的过程中一旦操作不当,就会导致储运管道防腐层出现严重破损现象,严重影响了防腐层的性能发挥;尤其是储运管道弯头或者是接头部位,如果防腐质量达不到标准要求,就必然会对整个储运管道的防腐蚀性能形成严重影响;此外,储运管道焊接施工也非常容易导致防腐层失效,从而引起储运管道产生腐蚀。
2 油气储运管道防腐措施分析
2.1 涂层防腐技术
        通过涂刷涂层来保护油气管道外壁的技术目前主要有一下几种。

第一是使用石油沥青进行涂刷,这种方法多数情况下是应用在比较干燥的地区,沥青本身具有良好的防腐蚀性能,而且在油气金属管道外壁的涂刷施工也非常方便,后期维护保养成本较低,是目前油气储运管道涂层防腐主要应用的措施之一;第二是在油气储运管道外壁通过聚乙烯胶胶带施工来达到防腐目的,通过聚乙烯胶带能够让管道与外界液体完全隔绝,而且胶带本身的强度和延展性都比较好,能够在-40℃的环境下很好的达到防腐蚀效果;第三是应用硬质聚氨酯泡沫塑料,这种才能具有良好的隔水性、耐腐蚀性以及隔热性能,不仅能够起到很好的防腐效果,也能对储运管道起到一定的保温效果。我国油田的分布范围比较广,不同地域由于在地质状况差异比较明显,因此在实际选择储运管道防腐蚀材料的时候要根据实际状况来进行合理的选择,通过也可以充分利用实验的方法来保证防腐材料的合理性。
2.2 阴极保护法
        目前针对油气储运管道的阴极保护防腐技术主要有以下两种措施。第一是牺牲阳极法,该方法主要是选择具有较强还原性的金属材料作为保护阳极,与金属管道之间形成原电池,氧化反应发生的时候就能对作为阴极的储运管道形成保护作用,有效避免管道遭到腐蚀破坏。牺牲阳极保护法安装便捷,而且在实际应用中不需要额外的增加外部电流;第二是强制电流法,该方法主要是利用外部电流接入储运管道,让油气储运管道作为阴极,这样氧化反应发生的时候,就能对金属管道形成保护,避免金属材质氧化,从而对金属管道形成良好的保护。该方法能够实现对储运管道的大范围保护,但是其本身的输出电流比较大。上述两种方法保护储运管道的基本原理都是通过形成保护电流实现,但是阴极保护技术是将利用处于负电位的金属或者合金来对管道形成保护,而强制电流法则主要使用的施加直流电源来实现。油气储运管道防腐系统在实际运行过程中,要充分结合实际状况,选择与管道实际运行状况相符合的方法,这样才能充分发挥出防腐作用。
2.3 添加缓蚀剂
        在油气储运管道的运输介质中适量的加入一定的缓蚀剂,能够让储运管道内表面的腐蚀速度得到有效控制,并有效改变储运管道的腐蚀状态,在管道内表面与油气介质之间形成隔层,最大程度避免运输介质与金属管道进行直接接触,这样就能最大程度减少管道内壁的腐蚀状况。通过这种方式能够让油气储运管道的损坏率降到最低程度,有效节约了油气储运的成本,在实际应用过程中要充分结合实际状况,来制定出合理的缓蚀剂使用方案,这样才能让充分发挥出防腐蚀作用。
3 油气集输管道内部防腐蚀技术
3.1 管道内部衬里及涂层防腐技术
        管道内衬里一般使用玻璃钢符合材料,其钢管强度高、耐腐蚀性强,能够减少高温高压环境对管道的损害作用。管道内涂层是在内壁上喷涂防腐蚀涂层,起到隔离管道内腐蚀性流体的效果,从而减少管道内腐蚀的发生, 能够大大节省管道维修费用,提高油气集输效率。常用的管道内涂层有聚氨酯、环氧树脂和环氧粉末等。
3.2管道内缓蚀剂防腐蚀技术
        缓蚀剂是一种能够抑制管道内部金属或合金腐蚀的化学药剂,通过改变腐蚀金属表面的状态或者降低腐蚀过程发生的速率,达到保护金属管道内壁的效果。缓蚀剂有无机缓蚀剂和有机缓蚀剂,按电化学作用机理有可分为阴极缓蚀剂、阳极缓蚀剂或混合缓蚀剂。缓蚀剂一般用量较少,使用的效率高,能够有效保护内壁,提高管道使用寿命。缓蚀剂易随介质流动,因此适用于循环或者半循环管路中。
4 结束语
        油气储运管道在实际运输油气资源的过程中非常容易出现腐蚀状况,甚至会引发油气泄露事故,由此会给企业带来巨大经济损失,鉴于此,油田企业要对油气储运管道的防腐蚀工作给与高度重视,针对管道的腐蚀原因进行深入分析,并结合油气储运管道实际的运行环境状况,选择合理的防腐蚀措施,这样才能最大程度发挥出防腐蚀效果,有效延长储运管道的使用寿命,将企业因油气资源泄露的损失控制在最小程度。
参考文献:
[1]何安群.油气储运管道腐蚀防治及应用探讨[J].全面腐蚀控制,2020,34(01):124-126.
[2]汪章超.油气储运管道的腐蚀分析及防腐措施探讨[J].云南化工,2020,47(01):159-160.
[3]戴巧红,舒丽娜,潘霞青,姜葱葱.油气长输管道腐蚀与防护研究进展[J].金属热处理,2019,44(12):198-204.
[4]程振博,陈涛,刘世贤.油田储运管线的腐蚀原因及防腐措施的研究[J].化工管理,2019(32):198-199.
[5]李国民,刘国勇,张波.陆上油田储运管道腐蚀失效分析与防治技术研究[J].石油工程建设,2019,45(01):73-76+92.
作者简介:庞宁宁,女,2002年2月参加工作,集输工高级工,目前从事油气集输工作。
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