石油天然气管道腐蚀和防护探究

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1、石油天然气管道腐蚀和防护探究【摘要】本论文详细阐述了油天然气管道的腐蚀原因，重点论述了管道控制腐蚀的具体措施，为石油天然气企业管道的防腐蚀提供了一定的参考作用。【关键词】石油天然气管道腐蚀涂层在我国石油天然气行业，主要采用的是管道运输。管道运输的优点有：运输成本低；建设周期短；受气候、环境影响小；能输送液体、气体及浆体等多种介质，可穿过各种区域。在国家制定的国家能源结构调整的状态下，我国天然气管道的处于一个高速发展的阶段，全国累计管道长度两万公里。同时就带来的石油天然气管道的腐蚀与防护问题。管道的腐蚀，一方面由于穿孔而引起的油、气跑漏损失

2、；另一方面还因腐蚀而引起爆炸，造成巨大的经济损失。特别是在人员比较集中的区域，因管道腐蚀带来的安全事故造成的人身安全和经济损失就更严重了。1石油天然气管道腐蚀的原因1.1环境因素石油天然气管道基本上都是处在土壤中，它的腐蚀同土壤环境有着密切的联系。在土壤中形成了气、液、固多相体系，容易引起金属管道的电化学腐蚀环，且大多数属于氧去极化腐蚀，只有在强酸性土壤中，才会发生氢去极化腐蚀。在土壤腐蚀中，阴、阳极过程受土壤结构及湿度的影响极大。对于埋地管线，经过透气性不同的土壤而形成氧浓差腐蚀电池时，土壤的电阻成为主要的腐蚀控制因素。1.2钢管的材质

3、与制造因素影响管道的主要材质是钢管，它是管道腐蚀的最内在的因素，特别是钢材的化学组分与微晶结构。目前一般认为，如果钢管中S、P等非金属会含量过高的话，就容易发生腐蚀,C、Si过高易造成脆性开裂。在钢管制造过程中，表面存在缺陷如划痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蚀开裂。1.3管理因素一项工程，一般都是对生产工艺流程的设施比较重视，对铺设后的管理，维护工作去忽视。个别单位从经济上考虑,施工过程简单，原料廉价，程序不规范。2石油天然气管道腐蚀的防护措施据统计，全球因油气管道腐蚀而造成的经济损失都达数百亿美元，因此，开展对石油天然气管道腐蚀的防护措施

4、的研究具有重要的现实意义和经济效益。目前，防腐采取的措施主要有以下几种：2.1缓蚀剂防护缓蚀剂保护是在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法。机理为通过缓蚀剂分子上极性基团的物理吸附作用或化学吸附作用，使缓蚀剂吸附在金属表面。重庆建筑大学的曹登祥等人研究了缓蚀剂对金属管道腐蚀的机理，它们选用不同性能的缓蚀剂和表面活性剂进行复配，对模拟的油、气管道常规输送工况进行了静、动态对比试验。通过试验数据分析，寻求了最佳的缓蚀剂与表面活性剂的配比。目前石油天然气管道防腐用缓蚀剂的主要类别有：咪P坐咻类、胺类（包括胺、亚

5、胺、季胺、胺酰等）、有机磷酸盐类、吗琳类、烘醇类等等。这些缓蚀剂的共同特点是其分子的基本化学结构是由极性基与非极性基所组成。2.2外涂层防护目前，外涂层防护已被很多科研工作者认为是控制腐蚀的有效办法。现在常见的涂层有以下几种。2.2.1常温固化陶瓷防蚀涂层目前最新的是西南科技大学张凡等人研究的常温固化陶瓷防蚀涂层技术。他们采用自制的粘结剂和陶瓷粉混合涂覆在金属管道的表面，让其常温固化，达到保护金属管道的作用。此种常温固化陶瓷防蚀涂层还可用于一部分被腐蚀管道的修复。2.2.2煤焦油瓷漆煤焦油瓷漆的优点是：使用寿命长；吸水率低；抗植物根茎穿透

6、和耐微生物腐蚀切电绝缘性能能好。国内外使用其已有70多年历史了，但是因为其污染环境，近年来因受环保的限制逐渐被其他覆盖层代替。2.2.3液体聚氯脂涂层无溶剂聚氨酯涂料的优势：固化时间短；能抗阴极剥离;抗磨损和抗土壤应力的能力强；粘结性好。一般对即涂层厚度的要求为lT.5mm,对管道的温度要求为8(TC以下。2.2.4二层复合涂层目前三层系统由环氧粉末底层、粘结剂中间层和聚烯坯外护层组成。复合涂层的优点：兼有熔结环氧优异的防蚀性能；良好的粘结性。缺点是施工工艺较复杂，在施工过程中容易产生膜下腐蚀。目前在陕-京输气管线、靖-西输气管线及兰-成

7、-渝成品油管线上均有应用。2.2.5溶结环氧粉末涂层我国在1985年开始使用溶结环氧粉末涂层。它由固态环氧树脂、固化剂及多种助剂经混炼、粉碎加工而成。其优点是钢管的粘结力强，机械性能好，使用温度高，良好的膜完整性、优秀的耐阴极剥离性能、耐土壤应力、耐磨损。一般适用于大多数土壤环境。缺点是涂层较薄，对损伤的抵抗力差。在美国铺设大直径的新建管道一般都是采用溶结环氧粉末涂层。2.3阴极保护石油天然气管道采用阴极保护已有几十年的历史了。在管道的防腐施工中，管壁的涂层破损处容易被腐蚀。阴极保护是一种用于防止金属在电介质中腐蚀的电化学保护技术，该技术

8、的基本原理是使金属构件作为阴极，对其施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，该金属表面的电化学不均匀性得到消除，腐蚀的阴极溶解过程得到有效抑制，达到保护的目的。3结