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摘要：作為油氣儲運系統的重要組成，高強度油氣長輸管道在運輸過程中很容易受到多種因素的影響而發生腐蝕，從而影響管道的使用壽命甚至會影響其運行的可靠和安全性。近年來油氣長輸管道發生管道泄漏問題并不少見，追其原因主要還是和管道腐蝕有關，因此做好油氣長輸管道的防腐蝕工作至關重要。尤其對于高強度、高壓力、大口徑和長距離的油氣管道，一方面投資巨大，另一方面一旦發生腐蝕所造成的泄漏、破裂等問題非常嚴重，不但會造成極其嚴重的經濟損失，而且還可能會產生環境污染，引起火災爆炸等安全事故。鑒于此，本文將從對高強度油氣長輸管道的腐蝕和防腐工作進行研究，在分析影響腐蝕因素的基礎上，對防腐蝕措施著重探討。

關鍵詞：高強度；油氣長輸管道；腐蝕；防腐蝕措施

1影響油氣管道腐蝕的關鍵因素

1.1環境因素

高強度油氣長輸管道腐蝕可以分成海水腐蝕、土壤腐蝕和大氣腐蝕三種，由于陸地管道大多數采用埋地敷設方式，所以土壤腐蝕成為影響管道運行安全的最主要因素。土壤環境對管道腐蝕造成影響的因素有pH值、溫度、微生物和二氧化碳濃度。其中對pH值因素的研究很多，而溫度因素對管道腐蝕只有量的影響沒有質的影響，所以本文主要探討的環境因素是微生物和二氧化碳濃度。首先，因為油氣管道長期埋于地下，所以其防腐涂層下不可避免地存在包括細菌、真菌在內的微生物，而微生物的腐蝕會使得管道腐蝕速率加快。這主要是因為微生物中含有厭氧性硫酸鹽還原菌，即SRB。在SRB環境下，其活動會使致密性產物出現裂紋，而且其代謝還會產出硫化物，故而造成管道腐蝕。而且SRB的活動還會造成土壤pH值降低，管道表面的腐蝕性產物結構發生變化，加上腐蝕性產物電阻性能在SRB環境下會發生改變，所以管道的腐蝕速度很難慢下來。此外，管道長度的不斷增加導致其應用范圍也在不斷擴大，當油氣資源被開采出地面以后會跟著帶出許多二氧化碳伴生氣，在運輸過程中這些沒被清除干凈的二氧化碳就會對管道造成腐蝕。其實二氧化碳本身不會對金屬產生腐蝕，但是當溶于水以后就會變成含有弱酸性的物質，如果附著在管道的表面就會發生析氫反應，這樣就會產生大量的氧氣，由于氧氣的增多會在金屬管道表面發生氧化還原反應，最終使管道腐蝕。另外，環境溫度的變動也會使氧化反應速度加快。總之，雖然二氧化碳的存在對于管道有一定的保護作用，但如果含量太大反而會因為析氫反應而加快腐蝕的速度。

1.2管道運行參數

第一，油氣資源在管道內的流動速度與管道腐蝕速度成正比。當油氣資源流動速度加快，管道表面本身的腐蝕反應物質交換速度就會加快，而且還會阻止腐蝕保護膜的形成。研究數據表明，當管道內油氣處于靜止狀態時管道腐蝕速率大約在0.002mm/a，但是當流動速度變成0.742m/s以后，管道的腐蝕速率將至少增加2倍；當流動速度變成1.484m/s后，腐蝕速度將增加10倍之多。而且當油氣資源流動速度增加時，管道的腐蝕將從均勻腐蝕變為局部性腐蝕，當油氣流動速度進一步加快，管道腐蝕又會從局部腐蝕變成均勻腐蝕。第二，油氣管道使用的鋼材鋼級別越高，油氣運輸的經濟性就越好，油氣管道運輸量越大，管道的壓力越高，經濟性也越好。但是，當壓力通過大時管道腐蝕的速度就會產生變化，在極大的尤其壓力之下，管道裂紋將不斷擴大，最終必然會產生十分嚴重的事故，所以對于管道運輸壓力的研究也很重要。第三，焊縫區因素。長輸管道連接采用焊接工藝，在焊接時因為鋼材要經過相對復雜的處理，所以焊縫區力學性質就會出現不均勻的變化。而在焊縫區域出現微小的缺陷，這些缺陷導致焊縫區域更容易被腐蝕，所以焊縫區也是導致管道油氣泄漏所在。

2高強度油氣長輸管道防腐蝕措施

2.1內防腐技術

常見的油氣管道內防腐技術包括以下幾種：首先必須選擇耐腐性較強的管道材料，這是從根源上降低管道腐蝕速率的辦法。一般采用的耐腐性材料有不銹鋼和合金材料。比較常見的耐腐蝕性非管道金屬材料有塑料、陶瓷和塑膠這類，其中又以塑料最優，抗腐蝕性強且制作成本低廉。其次，在油氣資源中提前加入適量的緩蝕劑可以有助于在管道內部表面形成保護膜，這層保護膜的存在可以降低管道的腐蝕速度。使用該方法的好處是經濟且對環境無污染，操作也比較簡單不需要額外設備。再次，在管道內表面敷設涂層也是一種好的方法，管道內壁添加了涂層以后不但可以對管道起到保護的作用，而且也降低了管道的粗糙程度，這樣油氣的流動摩擦系數就會降低，從而有效降低油氣運輸的成本。此外，可以采取襯里技術，比如橡膠襯里技術、玻璃鋼襯里技術和塑料襯里技術等。總之，因為導致管道內腐蝕的因素眾多，所以其腐蝕類型很多，包括均勻腐蝕、點蝕、孔蝕和應力腐蝕等。在選擇內防腐技術時可以結合具體情況，綜合比較防腐蝕效果、成本和施工難度等因素。比如目前采用常見的金屬耐腐蝕材料為合金鋼，但是其生產工藝相對復雜且成本較高，所以可以選擇耐腐蝕性較強的非金屬管道材料，比如抗腐蝕性強且成本相對較低的塑料材料。在添加緩蝕劑時必須注意對量的控制，因為濃度的增加將降低油氣的流動，導致防腐性能變差。在敷設內涂層時要結合管道腐蝕的特點選擇經濟、技術可行的內涂層材料。綜上，內防腐蝕技術是未來管道防腐蝕研究的一大方向，在應用時應結合具體情況選擇高效率、低成本、施工難度較低且無污染的新型管道防腐蝕技術。

2.2外防腐技術

高強度油氣長輸管道外防腐技術主要包括兩種，即外涂層技術和陰極保護技術。首先，在油氣管道外表面敷設外涂層是防止管道外表面腐蝕的最有效方式。這是因為在增加外涂層以后，管道的表面就和周圍環境隔離開來，管道無法和空氣或土壤接觸，就不會受到土壤復雜介質和空氣氧氣的影響。在采用外涂層技術時要注意以下幾個特點：首先力學性能強可以抵消管道在土壤中的細小移動，當溫度變化大時外涂層也不會因為熱脹冷縮而發生脫落；其次外涂層的材料有很好的抗腐蝕性能，能對微生物、酸堿物質和大氣等進行隔絕。此外，由于外涂層材料經濟實用，厚度又薄，所以可以大規模地被應用在管道外表面抗腐蝕工作中。陰極保護技術可以分成外加電流陰極保護法以及犧牲陽極的陰極保護法。第一種保護方法是在管道內增加電流，該方法的優點是無論管道多長其保護范圍都不會縮小，經常被應用在長輸管道中。犧牲陽極的保護方法是在管道的表面增加比管道金屬活躍的材料，這種材料的出現將使管道變成原電池的陰極，使表面的陽極消失從而防止管道被腐蝕。該防腐蝕方法的好處是不用額外加入電流，操作方法簡單。當然，除了這兩種管道外防腐蝕保護方法外，還能通過改變管道周邊環境，如控制環境當溫度和濕度等來降低腐蝕性介質的濃度，從而也能起到一定的防腐蝕效果。在實際應用中，為使防腐蝕技術可以發揮最大的價值，對管道起到最好的保護作用，保障管道安全可靠的運行，必須對每一種防腐蝕技術進行評估分析，比如采用防腐蝕性能測試技術來選擇最適合當前應用環境的防腐蝕方法。

3結語

綜上所述，隨著社會經濟的快速發展，在生產生活中對于油氣資源的需求會越來越多，所以油氣資源的開采也會更加頻繁。而隨著油氣資源量的增加，選擇大管徑、高強度、高壓力的管道成為一大發展趨勢。為了保障油氣資源運輸的安全可靠，必須加大對管道腐蝕的研究，并采取相應的措施對管道進行防腐蝕保護。通過文章分析發現，影響高強度油氣長輸管道腐蝕的因素眾多，腐蝕類型眾多，所以采取的防腐蝕技術也各種各樣。但是沒有任何一種防腐蝕技術可以絕對保證管道不會發生腐蝕，在選擇防腐蝕技術時要綜合考慮該技術的優缺點，盡量選擇成本較低、防腐蝕效率和效果較好、施工簡單、對環境友好的防腐蝕技術，當然還要考慮實際應用情況，根據項目特點和管道所處的環境選擇最合適的防腐技術。

參考文獻：

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[2]熊丹，趙杰，顧艷紅，李馥釗.長輸油氣高強管線鋼的腐蝕研究進展[J].腐蝕科學與防護技術，2017（04）.

[3]于宏慶.埋地長輸油氣管道的腐蝕與防護[J].中國石油和化工標準與質量，2014（05）.

作者:李敏瑞 單位:中國石油化工股份有限公司西北油田分公司