石油管道防腐机理与技术探析

石油管道防腐机理与技术探析

刘全庆

大庆油田工程建设公司建材公司预制厂黑龙江大庆163412

摘要：石油资源自身具有一定的腐蚀性和易燃易爆的特点，而输送石油的管道又往往长期的埋在地下，因此石油管道很容易受到来自内部和外部的腐蚀。其中内部的腐蚀是指石油资源本身，而来自外部的腐蚀是来自石油管道所处的土壤条件、天气变化、地形地貌、地质条件等。面对这些来自内部以及外部给石油管道带来腐蚀威胁的因素，石油管道防腐工作倍受重视。

关键词：石油管道；管道防腐；防腐技术

1石油管道防腐的重要性

管道运输是当今的主要石油运输方式。石油运输管道一般是采用的钢质结构，这种材质的结构在外界环境的作用下容易产生破坏或者变质，从而发生腐蚀。而当石油管道发生腐蚀后，无论是其外形、色泽，还是其机械性能，都会产生一定的变化，且这种变化是不利的，会在一定程度上缩短石油管道的使用寿命。不仅如此，当石油管道发生腐蚀后，其中所运输的石油产品也可能会因此而影响到质量，以及还可能引起石油泄漏、污染环境等问题。由此可见，做好石油管道防腐工作是十分重要的，否则将会引起巨大的安全隐患和经济损失。只有高度重视石油管道腐蚀问题，采取科学有效的防腐措施，才能够保障石油管道运输的安全稳定，提高石油行业的经济效益与社会效益。

2石油管道腐蚀的原因

为了保障石油管道的安全性，做好防腐工作，首先需要研究石油管道腐蚀的原因。在经过专家对腐蚀的管道研究发现，造成石油管道腐蚀的主要原因有化学腐蚀、电化学腐蚀以及金属材料不均匀腐蚀。

2.1化学腐蚀

石油是一种比较复杂的物质，石油内部还有多种烷烃、硫化物等。而当石油内的物质和管道相接触时，会使得两者发生反应，从而使得管道发生腐蚀。其中主要发生的化学反应是管道含有的活泼金属铁与石油中的硫化物发生反应，使得管道中的铁变为铁的硫化物。除此之外，由于有些管道长期的暴露在空气中，使得管道中的金属物质与空气中的某些成分发生反应。其中空气中容易与管道中的金属物质发生反应的物质包括氧气、氯气、硫化物等。这些化学反应，也被称为化学腐蚀。

2.2电化学腐蚀

电化学腐蚀是指因电荷移动而引起的腐蚀。在生活中经常出现电化学腐蚀的现象，比如二次电池。二次电池的使用是通过通电使得电池中的一极发生腐蚀，产生移动的离子从而发生电荷的移动。而在石油运输的过程中，也会引起电化学腐蚀。主要原因是石油管道长期掩埋在潮湿的地下，使得金属表面产生一层极薄的水分，从而使得金属表面的金属就会和水中的一些杂质相接触，这也就使得管道发生电化学腐蚀。其中发生电化学反应的主要是管道中的铁得失电子，产生红褐色的铁锈。

2.3金属材料不均匀腐蚀

石油管道的金属本身具有不均匀性，这使得产生了电位差，通过电荷的移动造成石油管道的腐蚀。其中产生电位差的原因是随着管道石油年限的不断增长，需要对管道进行改造，而在改造的过程后，会和原来的组织产生电位差，从而使得石油管道发生腐蚀。除此之外，由于在管道运输的过程中会经过新管道以及旧管道，使用过的旧管道和未使用的新管道会产生电位差，从而引起管道腐蚀。

3石油管道的防腐技术

3.1涂层防腐技术

涂层防护技术是通过在石油管道内部外部涂敷防腐涂层，将管道金属与易与之发生反应的物质隔离，从而保护管道，防止发生腐蚀。主要有三种涂层技术，第一种是无机非金属防腐涂层，包括陶瓷涂层、玻璃涂层、搪瓷涂层等，具有较好的耐磨性，化学稳定性强，能耐高温。第二种是环氧粉末涂层，由环氧树脂、添加剂、固化剂组成，粉末涂料不含液体成分，固化后形成高分子量交联结构涂层，附着力强，具有较好的耐磨性能和机械性能。第三种是三层复合涂层，由聚乙烯复合层、胶黏剂层、环氧粉末层组成，能显著提高管道的抗磨损能力，涂层的保温性能好，在低温下也具有良好的耐冲击性和耐腐蚀性。

3.2缓蚀剂防腐

缓蚀剂是一种专门的防腐材料。一般情况下，人们为了减轻石油管道的腐蚀，会在石油中加入缓蚀剂。并且缓蚀剂比较低廉，不会增加大量的运输成本。但是添加缓蚀剂也会产生一定的问题，比如工艺比较复杂、维护的工作量较大等问题。并且运输石油的管道并不是统一的材料，因此应用单一的缓蚀剂很难起到想要的效果。如果使用缓蚀剂进行防腐，可以选用短程，或者是添加多种缓蚀剂。

3.3涂层外防腐

涂层外防腐法是一种使用最普遍的一种防腐方法。其主要原理是在管道外层涂刷一层物质，从而使得管道外层与空气隔离开。其中常用的防腐剂是环氧涂层、无机非金属涂层以及改性涂层。而环氧涂层是一种新型的防腐涂层，并且环氧涂层的防腐性能相对较好。无机非金属涂层是利于陶瓷类作为介质，将管道和空气隔离。最后是改性涂层，改性涂层是利用纳米技术进行防腐，并且这种防腐涂层具有较好的防水性能。

3.4内衬层防腐

内衬层防腐和涂层外防腐不同，内衬层防腐是近几年新出现的一种石油管道防腐技术。并且随着技术的不断发展，使得内衬层防腐技术和其他的防腐技术相比，防腐性能更加的优良。其中内衬层防腐常用的涂层主要有两种，分别是环氧树脂粉末涂层和聚乙烯粉末涂层。

3.5阴极保护技术

石油管道的阴极保护技术是指通过电化学方法，将需要保护的管道极化，使其电位向负向移动，在环境介质中处于阴极而抑制金属腐蚀电子的迁移，减弱或避免管道发生腐蚀的情况。主要包括两种类型：第一种是外加电流保护技术，通过将被保护的管道与直流电源的负极相连，把辅助阳极与电源正极相连，使管道成为阴极从而保护其免受腐蚀。外加电流保护技术具有较大的保护电流和较远的保护距离，是目前长距离管道最主要的保护方法。第二种是牺牲阳极法，在待保护的管道上连接一种电位更负的金属或合金构成原电池，被保护的金属作为正极从而避免腐蚀。

3.6补口技术

由于管道受焊接热影响，焊缝两侧防腐涂层会被烧焦或脱落，影响腐蚀涂层的防腐性。此外，由于焊接接头的焊接成分、应力、物化性能的不均匀性，使得其成为防腐的重点，对管道进行现场补口，是保证管道防腐质量的重要技术。主要分为两大类：第一种是胶带型补口技术，包括收缩带补口、冷缠胶带补口、热熔胶补口等，如热复合型胶带的冷缠胶带补口，经过除锈、涂底漆、缠补口带、电火花检测的补口工序，发挥出胶带的保护作用。第二种是涂敷型补口技术，主要是熔结环氧粉末涂料，具有较好的耐高温、耐酸、耐碱能力，化学稳定性强，但抗冲击能力较差。

4结束语

总之，石油是我国重要的矿产物质，对于我国经济的发展具有重要的意义。除此之外，在其他国家也非常注重石油的开采和使用。对于我国而言，石油的分布和我国经济发展地区的分布并不相符。因此石油主要是在西部地区，经济发达的地区主要是东部沿海地区，这对东部地区石油的使用造成了严重的影响。为此，我国通常采用“西油东送”的方针，来同时促进东西部地区经济的发展，其中运输石油的主要方式是采用管道运输，这种运输方式也是世界上普遍认为最安全的一种运输方式。但是在运输的过程中，经常出现由于石油管道遭到腐蚀，使得石油泄漏的现象。这使得研发出了多种防腐技术。本文主要是探讨现有的集中管道防腐技术。

参考文献：

[1]岳汉江.石油管道的防腐工作现状以及解决对策[J].化工管理，2018（11）：223-224.

[2]李志国.石油管道防腐机理与技术探析[J].化工管理，2017（19）：135.

[3]张博，段乃成，赵鹏，赫德明.浅析石油管道工程的防腐技术[J].现代化工，2016，36（03）：195-197+199.