油气管道的腐蚀与防护技术研究

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1、油气管道的腐蚀与防护技术研究　　[摘要]目前石油天然气资源的输送主要依靠长距离埋地管道来实现，管材一般为钢制管道。比如中国石油管道公司承担国内陆上大部分油、气田油气外输管道的建设组织及运营管理任务，下辖近万公里原油、成品油、天然气长输管道，分布在全国十几个省、自治区、直辖市。因此，如何防止埋地管道的腐蚀破坏，长期以来一直是管道工程中的一个重要环节。[关键词]石油天然气；管道运输；腐蚀；防护中图分类号：U17文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）36-0030-011前言在天然气开采过程

2、中，常常会有一些伴生气体，如二氧化碳、硫化氢等，这些气体的存在，不但降低了天然气的热值，还会对管道、设备等有腐蚀作用，腐蚀会造成天然气井油（套）管的断裂、集输管线爆破等，破坏正常平稳供气，影响用户的生产和生活，腐蚀带来的危害不仅给国家造成很大的经济损失，也威胁工作人员的生命安全。因此，对天然气管道中的腐蚀及如何解决腐蚀的问题进行研究是非常有要的。2腐蚀类型及机理6根据大量实例可以看出，管道内腐蚀主要受到管材质量、输送介质以及管道防腐水平的影响，管道内发生腐蚀的类型主要有均匀腐蚀、坑蚀、应力腐蚀、冲刷腐

3、蚀等几类：①均匀腐蚀是由于天然气中含有一定的水汽，在一定条件下，天然气中的水汽凝结在管壁形成水膜，硫化氢和二氧化碳等酸性气体溶于水膜中，对管道产生腐蚀；②管道钢在气相和液相环境中都有可能发生坑蚀，如管壁腐蚀物不均匀、硫及多硫化物的沉积、腐蚀产物保护膜出现结晶剥裂等都有可能产生坑蚀；③在含湿硫化氢的天然气介质中应力腐蚀主要是硫化物应力腐蚀开裂，硫化氢水解后吸附在钢表面的HS-会加速阴极放氢，从而导致材料韧性下降、脆性增加，在应力远低于材料屈服强度的情况下发生滞后断裂；④在气体流速较高时，管道钢遭受冲刷腐

4、蚀也比较严重，由于腐蚀产物被直接冲击的气流带走，新的金属面不断裸露，从而加速了腐蚀，曾发生多次的弯头处气流冲击面壁厚减薄而引起的泄漏事故。3石油天然气管道腐蚀的防护措施3.1涂层防护6防蚀涂层作为公认的防护方法已广泛用于埋地管道的腐蚀控制。涂层作为腐蚀控制的第一道防线，其作用是将管体金属基体与具有腐蚀性的土壤环境隔离，同时为附加阴极保护的实施提供必要的绝缘条件。此外，管道涂层在涂装、运转装卸、下沟回填以及投产运行后不可避免会出现缺陷。3.1.1防蚀涂层目前用于新建埋地管道的防蚀涂层主要有：复合涂层和环

5、氧粉末。煤焦油瓷漆和石油沥青由于污染环境目前用的很少，用于老管道修复主要是缠带类和液体涂料。3.1.2复合涂层通过简单的物理叠合或化学粘结将各具特点的单一涂层材料联为一体，形成综合性能良好的多层涂层系统。包括二层聚乙烯/聚丙烯、三层聚乙烯/聚丙烯等。3.1.3三层聚乙烯/聚丙烯涂层三层系统是目前常用的复合涂层，由环氧粉末底层、粘结剂中间层和聚烯烃外护层组成。由于其兼有熔结环氧优异的防蚀性能、良好的粘结性与抗阴极剥离性能以及聚烯烃优良的机械性能、绝缘性能及强抗渗透性，从而成为综合性能优异的涂层，广泛用于

6、施工及敷设环境均较苛刻的地带。如：陕-京输气管线、靖-西输气管线及兰-成-渝成品油管线等。三层涂层的主要缺点是施工工艺较复杂；由于中间胶粘剂和外层聚乙烯均采用挤出工艺，焊缝处易形成空鼓；涂层一旦失去粘结，涂层将出现层间分离，高度绝缘的聚乙烯外护层将屏蔽阴极保护电流，产生膜下腐蚀。3.1.4环氧粉末涂层6环氧粉末由固态环氧树脂、固化剂及多种助剂经混炼、粉碎加工而成，在我国也得到了推广应用，但主要是作为复合涂层的底层。熔结环氧粉末为一次成膜涂层，具有对钢铁强粘结、良好的膜完整性、优秀的耐阴极剥离性能、耐土

7、壤应力、耐磨损、可冷弯等特点，适用于大多数土壤环境，但是对冲击较为敏感，特别是高温条件下吸水率较高，因此不适用于湿热环境和石方段。3.1.5液体聚氯脂涂层液体聚氨酯涂料也经常用于管道的涂层修复，能够达到要求的厚度，即1-1.5mm。一般无溶剂产品适合于运行温度高达80℃的管道。无溶剂聚氨酯涂料的优势包括，在几分钟内就可以达到可触摸的干度，几个小时可以完全固化：抗磨损和抗土壤应力的能力强；有非常好的粘结性，但不如环氧树脂的粘结能力好：对阴极保护电流的要求非常低；能抗阴极剥离。主要的不利条件与液体环氧涂料

8、相类似，表面不能含有可溶性盐，涂敷过程中对湿气和潮气很敏感，需要用专门的涂敷设备，为了保证表面不连续处得到充分的覆盖，需要在这些地方增加涂层厚度等。3.2阴极保护6阴极保护应用于管道始于上世纪三十年代，到五十年代中期已成为较成熟的防蚀技术，被世界各国广泛采用。在我国应用也已有五十年的历史。对于埋地管道阴极保护是作为附加保护方式对涂层破损处的管体金属提供防蚀保护的。绝大多数管道工程采用了外加电流阴极保护方式，也有部分管道工程或部分管段采取了牺牲阳极保护方式