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油气集输管道防腐措施探讨

王斌 崔字田

中石化胜利油田石油开发中心有限公司胜科采油管理区,山东东营,257000

摘要: 石油以及天然气是我国重要的战略物资,在油气运输的过程中通常都是通过管道集输的方式进行的,而由于油气当中存在大量的具有腐蚀性的物质,因此在长时间的集输过程中,会对输送管道造成一定的腐蚀,进而引起管线的穿孔或者是泄漏,带来较大的安全隐患。因此需要采取措施加强油气输送管道的防腐。
关键词: 原油集输;管道腐蚀;防腐措施
DOI:10.12721/ccn.2023.157050
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引言

随着我国近年来不断重视石油以及天然气等重要能源的发展,油气集输的管道防腐成为社会各界关注的问题。油气集输管道的腐蚀问题除了是油气当中所含有的各类化学成分对管壁的腐蚀以外,同时还有因为管道深埋在土地之下,土壤之中的水分以及其他成分也会对运输管道的管道外壁造成腐蚀,在这样的双向腐蚀下,油气集输管道很容易出现穿孔、漏气等情况,这对油气集输管道的寿命以及运输效率造成了巨大影响。相关企业应该加强对油气集输管道防腐工程的关注,对于造成管道腐蚀的原因进行研究,然后采取针对性的措施进行防腐处理。

1油气集输管道防腐蚀的重要性

油气集输管道腐蚀导致的直接结果就是降低管道的使用寿命,同时造成穿孔、漏气等情况,并会对管道周围的居民安全造成严重威胁。在我国长期的油气集输工程发展中,出现了很多由于油气集输管道被腐蚀而造成了各类安全事故,对工作人员、周边居民安全以及环境都造成了巨大破坏。因此加强油气集输管道的防腐处理具有重要意义,同时也是从根本上解决油气集输管道腐蚀问题的关键所在,在研究过程中要找到造成油气集输管道腐蚀的主要因素,根据主要因素制定相关防腐措施以及方案。

2造成油气集输管道腐蚀的主要原因

2.1管道内部腐蚀 

管道腐蚀分为管道内部腐蚀和管道外部腐蚀。相对于管道外部腐蚀,更多的油气集输管道腐蚀问题的发生主要是由于管道内部腐蚀所造成的,而管道内部的腐蚀原因与管道外部的腐蚀原因明显不同,因为管道外部腐蚀会受到自然环境、土壤环境等多方面环境因素问题的共同影响,而管道内部无法与外界环境直接接触,因此其基本不会受到这些外部环境因素的影响,所以造成油气集输管道内部腐蚀的主要因素还是管道内部与其自身的作用而出现的,同时也与油气的特点以及组成成分有着直接关系。从成分构成方面来看,油气主要是由二氧化碳以及硫化氢混合组成,其中硫化氢这种物质具有良好的水溶性特点,因此在与油气集输管道内部直接接触的情况下,就容易和管道的金属内壁发生一系列化学反应,造成管道内部金属成分产生离子化,严重影响了管道金属内壁的安全,从而导致管道内部腐蚀问题的发生。并且如果在此期间与氧气进行接触,那么很可能会造成二次化学反应,在二次反应中可能会产生硫酸等一些具有强腐蚀性的酸性物质,进一步加速对油气集输管道内部的腐蚀。

除此之外,油气集输管道内部还会受到硫化氢浓度的影响,在上述化学反应中,都会使得硫化氢的浓度处于一种相对上升的趋势,在长时间的油气集输过程中,会无时无刻的发生相关的化学反应,进而使得管道内部的硫化氢浓度急剧上升,当管道内部的硫化氢浓度达到一定比例时,就会使得管道内部的压力变大,很容易造成管道内部的破裂以及泄漏事故的发生,而这种现象通常被称之为氢脆问题。

而除了化学反应所导致的油气集输管道内部腐蚀问题之外,在油气输送过程中,管道内部所产生的一些物理冲撞也是造成管道内部腐蚀问题的重要因素,因为在油气运输的过程中,难免会掺杂一些气体、流体以及沙砾,而这些物质会在运输过程中不断的与管道内部发生物理冲撞,具有一定的冲击力,所以这就进一步加快了管道内部的腐蚀速度。

2.2管道外部腐蚀

通常情况下,我国的油气集输管道都处于地下,因此在油气集输管道的输送过程中,管道外部所处的环境较为恶劣,尤其是在一些有土地污染的区域来说,这个区域内的油气集输管道的外部甚至会与腐蚀物质直接接触,这就会造成一系列的管道外部腐蚀问题。从目前的研究发现,造成油气集输管道外部腐蚀的主要原因是原电池侵蚀、侵蚀反应以及溶解等几方面,这些因素会对油气集输管道的外部造成强烈的腐蚀作用。除此之外,油气集输管道的外部还会受到其他方面因素的影响,由于管道处于地下,而地下土壤当中往往会含有大量的化学成分,如土壤中的大量气体、固体以及液体等具有腐蚀性的物质都会对管道的外部造成直接性或者是间接性的腐蚀。并且对于大多数的油气集输管道来说,其材质通常都是金属材质,而金属容易在水和空气的作用下产生一些化学反应,如在地下土壤中氧气分布不均匀的情况下,水、空气、金属就会因为浓度差的原因而发生原电池效应,而一旦发生这种化学效应,就会加剧油气集输管道外部的腐蚀速度,从而严重影响了管道外部的安全,严重时会导致管道外部穿孔,从而引发油气泄漏导致的一系列环境问题。

3油气集输管道防腐蚀技术

3.1涂层防腐技术

目前我国在油气集输管道的防腐蚀技术上已经取得了一定的成就,其中涂层防腐技术是目前常用的一种油气集输管道的防腐蚀技术。涂层防腐技术的使用主要体现在以下几个方面:

(1)环氧粉末防腐层

该防腐层的构成主要是将环氧粉末涂抹在管道的外层,然后对管道外部进行加热处理,粉末在被加热的过程中会逐渐与管道的外部进行结合,从而最终使得粉末与管道外部充分融合,隔绝了管道与外部环境以及具有腐蚀性物质的直接接触,最终达到了管道外部的防腐蚀效果。

(2)煤焦油磁漆

这种涂层具有较强的吸水能力,因此该技术的使用主要是加强油气集输管道的防水性能。但是这种技术目前也存在较为明显的缺点,那就是如果实低温环境下,那么该涂层材料就会出现发脆的情况,在这种情况下会导致涂层容易脱落;

(3)聚乙烯胶带

聚乙烯胶带是目前我国在油气集输管道防腐蚀当中常用的涂层防腐技术之一,因为聚乙烯胶带具有很强的粘性,因此能够有效防止管道内部的液体物质出现渗漏,因此该涂层防腐技术得到非常广泛的应用。除此之外,聚乙烯胶带不仅有很强的硬度,同时还具有较高的延展性,进一步加强了该涂层技术的防腐作用。

3.2添加缓蚀剂

在油气集输管道防腐蚀技术中,除了涂层防腐技术之外,添加缓蚀剂同样也是较为常用的一种管道防腐蚀技术之一。缓蚀剂通常称为腐蚀抑制剂,其主要作用就是减缓管道的腐蚀速度。这种缓蚀剂的用量往往很少,但是却具有很强的腐蚀抑制效果,主要作用于中性介质、酸性介质以及气体介质之中,因为这些介质当中往往会含有大量的腐蚀性物质,容易加速对油气集输管道的腐蚀,而通过使用缓蚀剂可以有效降低介质对管道的腐蚀速度,起到一定的防腐蚀作用。

在添加缓蚀剂的过程中,需要注意缓蚀剂的协同效应以及拮抗效应。协同效应就是同时使用较低剂量的不同种类的缓蚀剂,这些不同种类的缓蚀剂经过相互配合可以获得更好的缓蚀效果;而拮抗反应就是同时使用了不同种类的缓蚀剂,但是这些缓蚀剂之间本身就具有一定的冲突性,因此如果同时使用了具有冲突性的多种缓蚀剂,那么缓蚀剂本身的缓蚀效果就会出现拮抗效应,使得缓蚀效果大打折扣。因此在使用缓蚀剂的过程中,需要对各类缓蚀剂的效果以及作用进行重点分析,尽量避免拮抗效应的出现,并要利用协同效应加强缓蚀剂的防腐蚀效果,通过合理使用缓蚀剂,可以有效提高油气集输管道的防腐蚀能力,同时降低腐蚀物质对管道的腐蚀速度。

缓蚀剂通常会作用于运输管道的内部管壁上,通过在管壁上加入缓蚀剂,可以在油气与管道内壁之间产生一个隔层,因为油气与缓蚀剂不发生反应,从而有效避免了油气与管道接触而对管壁造成腐蚀。

结束语

促进油气集输管道防腐蚀技术的发展是进一步推动我国油气运输业发展的关键所在,相关企业要加强对该问题的重视,积极学习并掌握新型的管道防腐蚀技术的应用方法,同时对现阶段已经存在的管道腐蚀问题进行深入研究,分析问题并制定出针对性的解决方案,通过采用合理的防腐蚀技术加强对运输管道的防护。

参考文献:

[1]付程楚悦.油气集输管道腐蚀与防腐措施研究[J].化工管理,2016,(27):203.

[2]李岩,赵光可,崔巍.油气集输管道腐蚀的原因及对策[J].化工设计通讯,2017,43(4):239-240.