赵映雪

摘要：由于经济发展的促进了对能源的需求，石油管道建设提出了更高的要求。长输管道是当前石油管道建设的主要任务，能够实现油气的快速输送。不过，在石油管道建设中应当对管道腐蚀问题引起足够的重视，假如不能有效解决，将会影响到油气的安全输送。因此如何做好长输管道的防腐工作成为当前亟待解决的问题。

关键词：长输管道；防腐；技术；应用

中图分类号：C35文献标识码： A

长输管道腐蚀一般分为内腐蚀和外腐蚀，通俗来说就是管道内壁和管道外壁的腐蚀问题。长输管道外腐蚀环境是复杂的，直接接触的土壤是属于多孔性复杂胶质体系，空隙里充满了空气和水，水中含有的盐物质是具有离子导电的特点，土壤中各种物理化学性质的不均衡性为腐蚀创造了条件，加之管道本身涂层成分的不均匀，使得腐蚀到达管道的金属基体。不同的环境下，腐蚀的原理也各不相同。

1外腐蚀原理及其应对办法

管道的外腐蚀主要是由管道在运行过程中所处的环境因素引起的，这主要与管道所采取的防腐材料以及防腐工程的质量有很大的关系。外腐蚀主要包括土壤腐蚀、杂散电流腐蚀等。

1.1引起外腐蚀的主要因素

1）化学腐蚀

是指非电介质与金属表面直接发生了对管道产生破坏的化学作用，化学作用后会产生腐蚀产物，这是氧化剂与金属表面的原子反应产生的。通常，金属物体在常温和空气干燥的状态下是不会发生腐蚀作用的，但是在特定环境下就会有所不同，高温的条件下会很容易被氧化，产生一层氧化膜，使得金属物质脱碳。

2）电化学腐蚀，是指离子导电的介质与金属表面发生同样对管道破坏的电化学作用，这种腐蚀原因是长输管道腐蚀中比较常见的，这个腐蚀过程实际上两个独立且同时进行的过程。

3）细菌腐蚀

硫酸还原菌的活动条件是当土壤中的硫酸盐处于缺氧的条件，这时，它就会利用有机物和细菌生物膜内的氢，从而还原成硫化物，在这个反应的过程获得生存的力量，它的产物会使得腐蚀不断进行。

4）土壤腐蚀

土壤是引起埋地管道腐蚀的主要原因之一，其主要是由气、液、固构成的多项体系。土壤的固相间隙中常含有水和空气，水中所含的盐分使土壤具有离子导电性，从而使土壤具有一定腐蚀性。由土壤引起的腐蚀大部分属于电化学腐蚀并且以氧去极化腐蚀为主，只有在酸性很强的环境中，才会发生氢去极化腐蚀。

1.2解决外腐蚀的有效措施分析

1）涂层保护是必须采取也是最基本的措施，我们可以利用的防腐涂层材料有沥青、聚乙烯夹克聚乙烯胶带、煤焦油瓷漆等。不过，对于长输管道的涂层用的较多的还是沥青加玻璃布的构造，一直以来，效果很不错，但是不同的时期，不同的环境，采用的也不尽相同。最近几年，我国主要选择的是熔结环氧粉末涂层和三层聚乙烯。现代研究表明：钢制管道橡胶硫外化防腐技术成为现在最新的技术。可以弥补其他材料的不足。

2）电化学保护主要采用的是阴极保护法，前面提到的防护层，还是有缺陷，它不能解决的是防护层上的小孔会导致快速腐蚀，因此我们选择阴极保护法。因为腐蚀产物的阳极会发生腐蚀，而阴极不会。我们只要把需要保护的金属物质都变成阴极，就可以防腐蚀。这种办法是保护长输管道发生电化学腐蚀的有效办法。

3）合理科学的选材，当然金属本身物质构成也与腐蚀的程度有关，除去外界环境，我们要考虑金属本身材料的选择。管道防腐材料是影响管道防腐性能的重要因素，因为材料直接与各种腐蚀物质接触，即使是采取了各种防腐措施，如果材料质量不合格同样也会导致管道腐蚀。对于材料的选择应该保证透水性好、绝缘性优良，要符合长输管道的防腐要求与标准。最近的研究表明，高强度钢在输气管道上有明显的优势，可以减少壁厚和材料费用。但是高强度钢的适用标准是受应变硬化的影响，在高压力的出现下，只允许出现减少的应变硬化，来减弱腐蚀。

4）设置外防腐层保护，在埋地管道外壁上覆盖防腐绝缘层，使之与土壤隔离，是外腐蚀防护的第一道屏障。目前，常用的外防腐层如下：

煤焦油瓷器：这类防腐层具有抗植物根茎穿入能力强、防水及抗老化性能好、成本低、可有效抵御细菌及碱类腐蚀等优点，但其抗土壤应力及热稳定性差，与阴极保护的相容性差，环境污染大。因此，常用于水位高、植物根茎多、微生物活动多的沼泽或灌木地区。

二层聚乙烯结构：该类防腐层电绝缘性能好，机械强度高，吸水率低，耐土壤应力好，但与金属粘结力较差，在阳光下容易老化，适用于机械强度要求高、土壤应力破坏大的地区。

熔结环氧粉末：这类防腐层与金属粘结力强，温度适用范围广，耐土壤应力和耐阴极剥离性能好，但容易遭受冲击破坏，耐水性能差，对涂装过程要求严格，成本高。适合与大部分土壤环境，但不能用于石方段、地下水位高及土壤含水量较高处。

三层聚乙烯结构：该类防腐层兼有熔结环氧粉末和二层聚乙烯结构的优点，但制造成本高，涂敷工艺复杂。适用于环境复杂地区。

2内腐蚀的腐蚀原理及应对措施

天然气和石油中含有大量的二氧化碳、凝析油、硫化氢和气田卤水，使得管道装置存在严重的腐蚀，闸门失灵，管线爆破等事故。尤其是硫化物质在一定的环境下，会发生不同程度的化学反应，严重的会导致穿孔。据统计，2012年，四川管道运输过程中就发生了超过100起事件，都是因为管道内部腐蚀性造成的。

总的来说，内管道腐蚀有三个显著特点，气、水烃固多相流介质，高温和高压的环境，主要腐蚀物质为二氧化碳、硫化氢、氧气。

2.1硫化氢腐蚀钢的现象

硫化氢腐蚀一直以来都有，它是一种很强的渗氢介质。但是具体的原理仍然没有定论，但是在氢导致钢开裂的过程中，普遍说法是，在裂纹出会聚集大量的氢，可促进钢材的脆化，局部发生塑性变形，最后导致开裂。

多相流腐蚀环境下分为冲蚀环境、腐蚀环境，冲蚀和腐蚀运行。研究表明，由于各种多相流形态，产生的段塞流是对管道腐蚀最严重的。在重力的作用下，水层出现在管道的下面，管道里的油的流速与水的流速不同时，就会产生段塞流。其实对于油田、气、水多相流，流态可分为分层流、波状流、段塞流、环状流和环雾流，在分层流和环雾流型中，管道顶部会有结露腐蚀。

2.2油气管道适用内防腐技术

将缓蚀剂少量的加入到腐蚀的介质中去，从而抑制其腐蚀的过程和腐蚀的物质，在很多油气开发现场都大量的使用有机缓蚀剂，基本上都获得良好的防腐蚀效果，在投资费用方面也不会有所增加，效果明显，简单易操作，对于不断变化的外部环境，我们也要随之改变缓蚀剂的种类密度和浓度。即使是同一种缓蚀剂也可以应对多种情况下的腐蚀情况。

管道内部涂防护层以及衬里技术也是防腐蚀的措施，原理是建立一个隔离层，起到防腐蚀的作用，采用这种技术不仅有效的防止了腐蚀过程，节约了建设管道用材的成本，减少了消耗，也防止了管道拥堵的次数。并且在建立起内涂层后，对于管道检测容易进行，借助管道内壁的光泽度来判断内壁是否存在缺陷，尽可能的减少事故。

3结语

管道是油气运输的主要载体，做好管道的防腐工作对于保证长输管道的油气输送有着非常重要的意义。长输管道防腐蚀的工艺要根据油气管道的介质性质和具体的管道的外部环境来选择最合适的。我国现在的防腐工艺主要是以内涂层为主，然后以阴极保护为辅，这两种防腐工艺现在都作为重点使用的技术，这样才能更好的提高管道的寿命，今后，研究方向主要侧重于防腐新材料的选择和新工艺的研究开发出综合性能好、成本低廉运作方便的防腐工艺新技术。

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