淦邦

摘要：油气输送是一项复杂且风险极高的工程作业。与其他输送介质相比，油气介质具有易燃、易爆等特点，因此油气输送事故一旦发生，往往造成巨大的经济损失和严重的社会后果。目前，油气输送的管道以钢管为主，钢管具有承载力大、可塑性好、便于焊接等优点，但其最大的问题是耐腐蚀性差，腐蚀破坏已成为油气管道的主要失效形式。对于油气长输管道来说，其服役环境更加复杂。鉴于此，本文对油气长输管道腐蚀与防护研究进展进行分析，以供参考。

关键词：油气长输管道;腐蚀机理;影响因素;防护技术

引言

油气管道工程和管理、管道防护技术的应用是一项科学且严谨的工作，相关工作人员在开展管道防腐工作的同时，需要考虑多重因素影响，通过对实际防腐需求的科学分析，采取最恰当的管道防腐技术手段，加强施工质量管理和日常监测维护来保证管道运输工作的顺利开展，从而为国民经济发展及公众日常生活提供便利。

1影響油气管道腐蚀的关键因素

1.1环境因素

高强度油气长输管道腐蚀可以分成海水腐蚀、土壤腐蚀和大气腐蚀三种，由于陆地管道大多数采用埋地敷设方式，所以土壤腐蚀成为影响管道运行安全的最主要因素。土壤环境对管道腐蚀造成影响的因素有pH值、温度、微生物和二氧化碳浓度。

1.2管道运行参数

第一，油气资源在管道内的流动速度与管道腐蚀速度成正比。当油气资源流动速度加快，管道表面本身的腐蚀反应物质交换速度就会加快，而且还会阻止腐蚀保护膜的形成。研究数据表明，当管道内油气处于静止状态时管道腐蚀速率大约在0.002mm/a，但是当流动速度变成0.742m/s以后，管道的腐蚀速率将至少增加2倍;当流动速度变成1.484m/s后，腐蚀速度将增加10倍之多。而且当油气资源流动速度增加时，管道的腐蚀将从均匀腐蚀变为局部性腐蚀，当油气流动速度进一步加快，管道腐蚀又会从局部腐蚀变成均匀腐蚀。第二，油气管道使用的钢材钢级别越高，油气运输的经济性就越好，油气管道运输量越大，管道的压力越高，经济性也越好。但是，当压力通过大时管道腐蚀的速度就会产生变化，在极大的尤其压力之下，管道裂纹将不断扩大，最终必然会产生十分严重的事故，所以对于管道运输压力的研究也很重要。第三，焊缝区因素。长输管道连接采用焊接工艺，在焊接时因为钢材要经过相对复杂的处理，所以焊缝区力学性质就会出现不均匀的变化。而在焊缝区域出现微小的缺陷，这些缺陷导致焊缝区域更容易被腐蚀，所以焊缝区也是导致管道油气泄漏所在。

2管道防护技术的质量控制措施

2.1外防腐技术

高强度油气长输管道外防腐技术主要包括两种，即外涂层技术和阴极保护技术。首先，在油气管道外表面敷设外涂层是防止管道外表面腐蚀的最有效方式。这是因为在增加外涂层以后，管道的表面就和周围环境隔离开来，管道无法和空气或土壤接触，就不会受到土壤复杂介质和空气氧气的影响。在采用外涂层技术时要注意以下几个特点：首先力学性能强可以抵消管道在土壤中的细小移动，当温度变化大时外涂层也不会因为热胀冷缩而发生脱落;其次外涂层的材料有很好的抗腐蚀性能，能对微生物、酸碱物质和大气等进行隔绝。此外，由于外涂层材料经济实用，厚度又薄，所以可以大规模地被应用在管道外表面抗腐蚀工作中。

2.2阴极保护技术

主要的阴极保护技术有两种，分别是外加电流的阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法。外加电流的阴极保护法就是在管道中通入电流，从而防止管道被腐蚀，这种方法的优点在于对保护管道的长度无限制，即适用于长输管道的保护;牺牲阳极的阴极保护法就是在管道表面增设一种比管道金属活跃的材料，使管道成为原电池的阴极，从而防止被腐蚀，这种方法的优点在于不需要通入电流，操作较为简单。根据管道运行特点，在保证管道防止被腐蚀的前提下，对两种技术的经济性进行对比，阴极保护技术经济性较为突出的情况下可以选择阴极保护技术。

2.3管道材料的优化

管道材料的种类和品质直接决定了其耐腐蚀性能，管材的耐腐蚀性大小关系到了管道服役时长和腐蚀发生的几率。选择耐腐性较强的管道材料，是从根源上预防管道腐蚀的有效方法。油气管道常用的管材是碳素钢管，分为无缝钢管和焊接钢管等。长输管道由于输送里程较长，一般都是采用焊接钢管。为改善碳素钢管的耐蚀性能，开始应用不锈钢和合金材料的钢管，但是其生产工艺相对复杂且成本较高。随后，非金属材料的管道应运而生，包括陶瓷和塑料管道，其中塑料类管道因其耐腐蚀性强、成本低得到青睐[31-32]。在实际应用过程中，应依据输送介质和环境条件的不同合理选择管道材料，既要满足油气工程的需要，又要尽可能地降低成本。

2.4外涂层技术

在油气管道外表面增设外涂层是防止管道外壁腐蚀最有效的手段。管道外壁增设外涂层后，管道将和周围的环境相隔离，此时的管道将无法和土壤及空气产生接触。选择的外涂层技术不同时，管道外壁的保护作用也将不同。采用外涂层材料必须具有以下三大特点：力学性能较强，可以抵消管道在土壤中的微小移动，且在环境出现热胀冷缩时，外涂层不会脱落;外涂层材料具有较强的抗腐蚀性，可以抵抗微生物、酸碱物质以及大气的腐蚀;外涂层材料较为经济，且厚度较薄，可以得到大规模的应用。

结束语

由于管道输量的增大，管道正朝着大口径、高压力方向发展，对管道的力学性能要求不断提高，高强度的钢材得到了广泛应用。使用高强度钢材不但可以保障管道运输安全，还有利于降低建设成本。根据文献调研，钢管的钢级每升高一个单位，管道的建设成本可降低7%，因此对高强度钢材进行研究和开发成为国内外专家的研究重点。

参考文献：

[1]于立军.浅谈油气长输管道杂散电流干扰评价与防护[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2018（08）：161-162.

[2]吕文全，王毅，王荡，王林.油气混输管道腐蚀及防护管理综述[J].云南化工，2018，45（07）：14-15.

[3]马钢，白瑞.高强度油气长输管道腐蚀与防护研究进展[J].中外能源，2018，23（01）：55-62.

[4]蒋玉芳.简析油气长输管道绝缘接头电涌损坏原因及防护措施[J].陕西气象，2017（05）：47-48.

[5]尹文伟.油气长输管道安全隐患评估方法研究[D].中国石油大学（北京），2017.