刍议海洋环境中油气集输管道的腐蚀与防护

刍议海洋环境中油气集输管道的腐蚀与防护

安华易涤非

中海油安全技术服务有限公司湛江分公司524057

摘要：针对油气集输管道放置在海洋中所出现的腐蚀情况进行研究，研究出相应的防护措施。再立足于现下所拥有的关于管道腐蚀情况的数据以及所掌握能够实施的补救措施，进一步阐明管道位于海洋中出现的情况以及腐蚀程度，且按管道的类型进行分类，依据管道类型的不同又分别实施不同的防护方法。基于以上，又对海洋管道未来的发展趋势进行了展望与设想。根据研究可以得出：当下对海底的管道防腐设备的研究还不够深入，不能满足时下的需求。今后除了加强对海底管道防腐的研究，对海洋地形的掌握的深入也是必不可少的。

关键词：海水；地形；防腐；海洋环境；腐蚀；油气集输管道

出现海水腐蚀的原因是金属在海水中遭受到腐蚀从而出现破损。作为一种天然的电解质，海水自身含有多种化学元素，成分极其复杂。除了众所周知的海水盐成分丰富之外，它还存在着腐败有机物和溶解氧等成分，这些的存在都为腐蚀的发生提供了条件。当然，海水的温度与ph值等因素也和海水腐蚀密不可分。

1.海洋环境对油气集输管道的腐蚀及其影响因素

1.1腐蚀类型

(1)海水作为电解质之中的佼佼者，当电偶腐蚀海水造成的电阻率是相对较小的，那么它在微观上除了具有腐蚀电池的用处，在宏观上也有腐蚀电池的用处。因为两种金属相接触而导致的电偶腐蚀破坏性极大。并且大部分的合金或者金属，当它们处于海水中时，它们并不具有一个稳定的电极电位值。数值的海边改变与温度或水中溶解氧量等多种因素相关。

(2)处于电解质溶液中的被腐蚀金属管道被腐蚀原因与缝隙密不可分，这个缝隙可能是金属与金属之间形成的，也可能是金属与非金属之间导致的。当这个缝隙之间的宽度可以让介质进入，且自身又处于停滞，缝隙中的氧就加速了弥合钝化膜上的新裂口的腐化。氧浓差电池为海水腐蚀管道提供了充分的动力，而又把缝隙外面与海水接触的那一侧划定为阴极。相对于阴极来说，阳极处于缝隙内，面积较小，所以一旦上述条件得到满足运转起来，这个局部腐蚀的速率与电流的密度都是非常高的。并且此类电池只要一形成，运转起来之后，想要控制也就变成很困难的事情了。而缝隙腐蚀最严重的情况当属飞溅区或全浸条件了。缝隙腐蚀也被发现处于海洋大气这种情况中。其实在海水中容易发生缝隙腐蚀的金属无非就是需要通过拥有不断的充足氧气来弥合氧化膜破裂最终实现自身保持钝性目的的金属。

(3)空泡腐蚀的现象出现在海洋中，假如一处区域周围压力均低于海水自身蒸汽压，这时海水就会产生沸腾，并出现蒸汽泡。然后这些泡泡破裂，对金属的表面发动反复的冲刷，从而使金属管道形成局部受损的情况。随着蒸汽泡的反复冲击下，油气集输管道局部损坏导致掉落碎片，原本被覆盖的部分就裸露在本就具有腐蚀性的海水之中。这样一来，产生于海水中的空泡腐蚀对油气集输管道具有多种腐蚀，譬如海水腐蚀、机械损伤等。

1.2影响因素

(1)相对于其他能够腐蚀物体的环境来说，海水与其他区别在于海水的含盐量较大。一般来说，各大洋海水含盐量和成分都处于稳定状态。然而对于内海来说，它们的含盐量的区别与地域有关。而水的具体含盐量又与水的含氟量及导电率挂钩，即与侵蚀程度相关。当氧越多，导电率会出现一个增长，但是同时含氧量就会下降。以此类推当一个东西出现它能够被腐蚀速度的最大的值时，可以推断这时该物所处海水的含盐量也处在其腐蚀的速度的最大的值相对应的含盐量的值。

(2)据分析，导致油气集输管道被海水腐蚀很重要的一个因素与其海域中海水含有的溶解氧不可分割。海水表面一直处于与大气接触的状态，并且海域一般区域较宽，即与大气接触面积较大，并伴随着海水的自流与波浪搅拌，海水含氧量高。所以可以认为海水表层的氧成分非常充分，当该片海域中温度升高与盐的浓度增加时，海水所溶解的氧将会下降。

(3)纬度与海水深度等情况的不同，海水温度也会发生变化，一般认为纬度越小，温度越高，油气集输管道腐蚀速度越高。并且海水深度愈深，温度愈低，腐蚀速度愈小。

2.海底油气集输管道腐蚀的防护方法

2.1.加强油气集输管道表面的处理

铺设在海底的油气集输管道的寿命与其自身防腐技术紧密相关，并且基体和涂层的黏结力影响防腐质量，反过来黏结力的黏结程度又要由集输管道表面被处理的质量好坏来做决定。所以√管道的表面处理上要加强研究力度，并且还要重视除锈质量的优劣。有事实证明，除锈工艺的好坏会对管道的寿命有防腐质量决定油气集输管路使用寿命３～５倍，所以，在投入海底油气集输管道时要清除干净表面铁锈。

2.2电化学保护

电化学腐蚀是油气集输管道腐蚀中的主要现象，所以要保护管道，首先可以采取电化学保护。根据油气集输管道腐蚀原理可知，腐蚀电池阴极不会被腐蚀。再利用外加电流，把要保护的管道金属面变为阴极。再加上已投入使用的涂层保护，双管齐下使管道受到有效的保护。不管是海底集输管道还是陆地集输管道，所遭受的腐蚀中电化学腐蚀都是最主要的，根据电化学腐蚀的原理，金属的电极行为取决于它的电极电位。因此，对电化学腐蚀，都可以采用电化学保护。电化学保护一般可以分为阳极保护和阴极保护２种类型，海底油气集输管路一般都采用外加电流阴极保护法。

2.3使用专用的缓蚀剂

利用专有缓蚀剂，一方面能够有效阻止管道的腐蚀，另一方面这个问题方法成本不高，所需投入小。众所周知，在海洋中最大的特征是油水气三者并存。所以这要求缓蚀剂要做到乳化倾向与无气泡。同时考虑到环境问题时，要求缓蚀剂同时具有无毒且易降解的优点。并且当管道需要运输油与气两种事物时，缓蚀剂还需要与防冻剂同时结合，避免缓蚀剂水相互腐蚀情况的出现。

2.4合理设计

当设计海底集输金属管道时候要避免过多的管道接头的数量，且在连接管道的时候要少使用套的方式连接，并禁止采用卷边法兰连接或者不同金属材质管道连接。为了确保质量的情况下，在选择用作海洋油气集输管道时要使用使用标准异型管配件。

结语：

我国的海洋油气资源正值快速发展阶段，这样的发展速度对总结海底管道腐蚀情况与研究海底管道防腐措施均具有很重要的意义。根据上文来看，海底管道防腐工作任重而道远，涉及知识面之光。此文虽然对解决管道腐蚀提出了一点意义但是不够全面，解决该问题的路还很长。相信在解决该问题之后，我国海洋油气运输事业又会再创新高。

参考文献：

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