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影响油气长输管道腐蚀的主要因素分析及对策

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：卢志宇曹洋

[导读] 摘要：倘若相应的长输油气管道防腐性能想要得到提升与改进，那么就必须尝试采用阴极保护法来帮助进行长输油气管道的寿命延伸以及稳定性能完善。

        浙江省能源集团有限公司浙江省杭州市 310007
        摘要：倘若相应的长输油气管道防腐性能想要得到提升与改进，那么就必须尝试采用阴极保护法来帮助进行长输油气管道的寿命延伸以及稳定性能完善。只有长输油气管道的防腐性能得到了改进，才能够降低由于油气泄漏而导致的安全故障和环境污染，使得人民群众的日常生活得到保障。鉴于此，本文主要分析影响油气长输管道腐蚀的主要因素分析及对策。
        关键词：油气长输管道；腐蚀；主要因素
        1、引言
        油气自身成分特殊，在传输过程中很容易造成管道的腐蚀。比如，利用长输管道进行石油的传输，由于石油中主要成分是硫化合物，所以腐蚀管道的速度和腐蚀的程度都会更强一些。而天然气中主要成分是二氧化碳，二氧化碳还会生成一种叫做碳酸的物质，这种物质对管道具有一定的影响，而在天然气的传输过程中还会出现化学反应现象，对管道的金属晶格产生不利的影响，导致管道出现腐蚀的问题。由此可以看出，油气自身介质成分的复杂性，导致其对管道的腐蚀影响程度也不同，但是管道腐蚀的重要因素，必须要得到重视。
        2、腐蚀所带来危害分析
        想要对油气长输管道的阴极保护防腐技术进行深入的管理研究，首先要对油气长输管道一旦呈现出腐蚀状态，可能会带来的危害有一个全面的认知。如果油气长输管道在油气运输的过程中，由于防腐工作出现了纰漏，导致油气发生了泄漏现象，那么就会造成大量的资源浪费。实际上油气资源属于珍贵的不可再生资源，因此如果在运输过程中，由于管道腐蚀而导致大量的油气资源泄漏，不仅会给相关企业造成十分严重的经济损失，还会给人民群众的日常生活带来负面影响。需要说明的是，关于管道腐蚀而造成的油气资源泄漏无法得到弥补，泄漏出的煤气资源也无法通过技术手段来进行回收利用。而同一地点大量的油气泄漏还可能会对周遭的环境造成十分严重的影响和火险隐患，不仅会使得相关环境遭受到十分严重的污染，还可能会对周遭人民群众的身体健康和安全产生影响。需要注意的是，如果发生泄漏的油气长输管道位置较深，那么想要让技术研究人员能够在较短的时间内进行相关油气泄漏管道位置的确定，并且在较短的时间内，对泄漏问题加以解决是很困难的。但如果无法在短时间内对深埋在地下的油气管道泄漏问题进行解决，泄漏出的大量油气资源很可能会污染土地和水源。
        3、影响油气长输管道腐蚀的主要因素分析
        3.1、外部环境
        由于在油气的储存和运输过程中有大量的交叉区域和多样的气候，管道的外部环境很容易暴露在环境中，特别是在气候变化快，温度变化大的地区。管道的外部腐蚀变得更加明显。此外，极端天气条件，风、霜、雨和雪都可能会对管道的外表面产生重大影响。铺设管线时，有些管线会架空，有些管线会置于地面或地下，地下管道可以避免受管道外部天气变化的影响，但是pH值，盐度和土壤湿度会影响管道，在外部腐蚀管道，随着时间的流逝，外部环境会进一步加剧了管道表面的腐蚀，最终导致管道穿孔。
        3.2、石油和天然气本身
        不仅石油和天然气的物理特性的因素，而且石油和天然气的化学特性都会影响到管道。在运输过程中，油中含有氧化剂和酸性碳氢化合物，这会使管道腐蚀更加严重。当油气为中性时，输送结构相对稳定，油气管道腐蚀减少。因此，在储存和运输油气时，可以通过根据油气的性质采取措施来减少管道的腐蚀。
        3.3、工程建造原因
        铺设管道由于施工和管理人员的专业知识的局限，并且无法预防和控制管道装卸，油气存储，运输和维护过程中的风险。管路材料不符合耐腐蚀标准，并且未按照规定的程序进行油气存储，在运输和施工过程中可能发生错误，使管理作用复杂化并导致腐蚀。相关的施工人员负责油气的储存和运输时，缺乏责任感，仅凭自己的经验，和不完整的操作阶段，根据不合理的操作形式，这会导致增加管道周围的腐蚀性条件，这样就难以确保管道的稳定性。

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        4、对策
        4.1、合理地应用缓蚀剂
        使用缓蚀剂防腐，是通过缓蚀剂的防腐效果，让油管线的腐蚀性降低。其中防腐的效果是和缓蚀剂类型、注入的周期等有直接的联系。应用该技术不仅前期的投资量少，同时成本很低，但是操作上较为复杂，会给生产造成极大的影响。与此同时，由于井况对于缓蚀剂的类型应用有很大的不同效果。一般情况下，使用无机缓蚀剂是中性介质，有机物质都是使用酸性介质。另外，由于金属的外层电子排布以及化学性质有很大的区别，在不同的介质中，成膜和吸附性也会有很大的不同。在缓蚀剂注入方式上主要有两种形式。第一种间接式注入。首先在油管内缓缓地注入，然后关进之后2～3个月之后才能开井，此时就会给管内物质造成影响。第二，连续式注入。在管内联系地注入缓蚀剂，油气井不需要关闭，造成的生产也会很小。
        4.2、使用涂镀层油管
        在油管上涂镀层，目的是隔绝油管和腐蚀介质，起到防腐性的作用，但是防腐的实际效果，和镀层材料以及工艺有着直接的联系。应用该方法不仅工艺简单，同时给油气井造成的生产很小，也具有经济性。但是油管接头进行加工中，会给涂层造成漏点，为此，油管要使用普通的碳钢管，如果油管存在问题要及时地更换管住等。如果更换油管过于频繁，因为防护系统都是金属材料制作的，就要使用缓蚀剂，提升防腐的作用。
        4.3、无机防腐涂层
        众所周知，无机非金属材料具有优异的耐腐蚀、耐磨、耐热性能。因此，将无机材料应用于防腐涂料的制备已引起了越来越多的关注。国内外生产的一些产品得到了很好的反馈。（1）水泥砂浆涂层。水泥砂浆含有丰富的碱，在管道内部形成钝化膜，防止腐蚀。无毒、安全、易用、价廉。（2）搪瓷涂层。目前，搪瓷被认为是最好的材料，具有完美的整体防腐性能。具有抵抗除氢氟酸外的各种酸碱的能力，防腐性能达到新的水平，价格公道。由于这些优点，搪瓷涂层在防腐工业中得到了广泛的应用。（3）陶瓷涂层。陶瓷涂层以其具有的优异的耐腐蚀性、抗氧化性和卓越的耐高温性，引起了人们的广泛关注。（4）热喷涂玻璃釉涂层。采用热喷涂技术和搪瓷技术相结合，获得了一种高致密、耐腐蚀的涂层，即热喷涂玻璃釉涂层。具有搪瓷的耐酸碱，表面光滑，阻力小等优点。
        后三种涂层由于其制造相对复杂，且生产耗能更高，更昂贵。另外，它们的结合强度都不高，而且比较脆，容易从表面脱落，上述缺点制约了它们在油气管道防腐技术中的广泛运用，目前研究学者们也在积极对上述无机防腐涂层进行更新与改进，从而获得更好的应用价值。
        4.4、阴极保护
        现阶段，阴极保护的使用范围比较广泛，其中地下管道、热交换器、冷却器等会和电解质发生直接的接触，要应用腐蚀设备开展阴极保护，提升抗腐蚀的能力。阴极保护有两种方法：第一，牺牲阴极法。要将保护金属和保护电流的金属进行连接，要降低腐蚀速率。第二，强制电流保护法。连接保护金属和电源负极，要利用外部电源来保护电流。利用这种方式不仅操作上简单，但是会受到各种环境的影响，无法达到最佳的防腐蚀效果，并且作业的成本很高。
        在油气运输事业的展开过程中，有关企业还需要派遣专业的技术人员对各区域铺设的油气长输管道进行定期的维护与检修，对于存在可能由于腐蚀问题而导致泄漏状况发生的油气长输管道区域，相关技术研究人员需要及时的进行风险预警，并且采取必要的措施来进行，相关区域内长输油气管道的稳定性能维护。务必使得相关油气管道的更换以及维护在尽量不损害人民群众日常生活工作质量的情境下进行。并且在进行相应油气管道维护与更换的过程中，要注意对周遭环境的影响。尽量对周遭环境影响最小的情况下进行相应油气长输管道的更新与维护。
        5、结束语
        在油气储运过程中，管道维护可以确保资源不浪费，提高了储运效率。在石油和天然气的储存和运输的过程中，经常会发生管道的腐蚀问题。这时需要分析管道中腐蚀的类型和问题，以及由腐蚀引起的各种缺陷和条件时，可以采取更合理的措施来保护管道，隔离腐蚀元素，让管道按照适当的原则抑制腐蚀速率，从而存储和运输油气，使它不间断的运行，以确保中国油气储藏和运输的质量。
        参考文献：
        [1]翁官锐.油气长输管道设备管理与维护措施分析[J].石化技术，2020，27（11）：185-186.
        [2]赵磊.油气长输管道腐蚀控制途径[J].全面腐蚀控制，2019，33（08）：102-103.