黄夹克输油管道腐蚀原因分析与防护

黄夹克输油管道腐蚀原因分析与防护

张雷

（大庆油田有限责任公司昆仑集团     黑龙江省大庆市163000）

摘要：随着社会经济的发展，输油管道的应用越来越多，为社会提供了建筑能源，不断提高社会经济效益。大多数输油管道使用碳无缝钢管、直缝电阻焊接钢管和螺旋焊接钢管。通常，管道架空或埋地敷设。然而，无论使用哪种方法，管道与周围材料之间的化学反应都无法避免。例如，架空石油管道会因空气和雨水而生锈，地下埋地管道会因土壤而生锈。长时间的反应过程会不断腐蚀管道，从而导致管道泄漏和周围环境污染。输油管道的腐蚀会影响管道的使用寿命，降低输油效率，泄漏后会造成严重的环境污染和经济损失。因此，输油管道的安全和防腐具有重要作用。了解输油管道腐蚀原因是提高输油管道耐腐蚀性的重要前提。

关键词：输油管道；腐蚀因素；腐蚀类型；防腐

前言

输油管道是由多种金属和非金属材料组成的合金管道。输油管道的主要功能不仅是输送油井生产的石油，还确保在运输过程中不发生泄漏。这不仅要求输油管理的质量，也要求输油管道的耐腐蚀性。在油井中，有大量的二氧化碳。二氧化碳溶解在水中时，会腐蚀油井中的输油管道。同时，空气的氧化反应会腐蚀输油管道。但与后者相比，前者更具腐蚀性。因此，本文分析了输油管道的腐蚀因素，概述了输油管道腐蚀类型，并提出了提高输油管道耐蚀性的建议。

一、分析输油管的腐蚀因素

（一）微生物因素

油井在开采过程中，难免会遇到油和水的混合，这种油水混合物当中包含了许多微生物，其中就有能够腐蚀输油管道的微生物，而这些能够腐蚀输油管道的微生物会对管道造成严重的腐蚀。据调查发现，输油管道大多数微生物腐蚀均为硫酸盐微生物细菌所为，虽然在施工过程汇中，会对其进行杀菌处理，但是杀菌处理的效果依旧不理想，不能有效消灭此种细菌，硫酸盐细菌对藏在管道的接口处或分析间。除此以外，铁细菌在FeO催化作用下会形成大量的Fe（OH）3，从而附着在输油管道的内壁影响输油管段的运输效率。

（二）化学反应因素

化学反应无时无刻的在我们身边发生，同时提高人们生活质量，丰富人们生活。但是化学反应当中的电解反应对于输油管道的腐蚀性非常严重，随着油田长时间开采，油井中的水含量不断增加，这些水当中富含大量的化学元素，不仅不可以食用，还能在电解反应下加剧输油管道的腐蚀。例如：KCL、NaCl等。输油管道是由不同金属和非金属材质合成的，所有不同离子的活性也不相同，当输油管道在强电解质溶液中工作时，输油管道的表面就会形成许多微笑的电池，从而导致电解反应的发生。

（三）空气因素

空气是由氢氧元素构成，当中氧的含量较高。输油管段的外壁暴露在空气当中时，金属表面就会产生吸氧反应，导致表面的铁元素变成氢氧化物，长期形成大量的氢氧化物会出现堆积，从而在输油管道表面形成鼓泡，致使鼓泡下的金属形成坑蚀，也就是我们常见的金属表面坑坑洼洼的现象。

（四）二氧化碳浓度过高因素

油井在开采过程中还会产生大量的二氧化碳，二氧化碳溶于水后会对输油管道产生严重的腐蚀效果，相同酸碱度的水溶液其对于输油管道的腐蚀效果要远远小于二氧化碳的水溶液。尽管二氧化碳水溶液的腐蚀和形成的水垢物，能够金属表面形成一道保护膜，阻碍腐蚀的进一步加重，但是输油管道是处于运输状态，长期的冲刷很难让此种水垢物附着在油管表面，不断将新的油管表面暴露在二氧化碳水溶下，只会提高输油管道的腐蚀效率。

二、输油管道腐蚀的种类

输油管道腐蚀的种类可以按照发生腐蚀因素分为两种，分别是化学腐蚀和电化学腐蚀。首先是化学腐蚀，化学腐蚀只是单纯的指化学作业产生的腐蚀，例如：与空气中O2、H2S、SO2、Cl2等化学元素接触时，金属表面就会形成相对应的化合物，一般来说金属在干燥的空气下时不会发生腐蚀的，只会在高温下被氧化，发生脱碳现象；其次是电化学腐蚀，电化学腐蚀是指金属与电解质溶液接触时凡是的腐蚀加电化学腐蚀，电化学腐蚀与化学腐蚀不同，是由溶液中包含的化学物形成原电池引发的腐蚀效果。例如金属管道在于空气、土壤、湖泊、海洋等接触时，这些介质中含有众多不同浓度的电解质溶液，而输油管道本身就含有其他元素，进而在众多电解质溶剂当中发生电解反应，对输油管道产生腐蚀作用。

三、提高输油管道防腐能力的建议

（一）利用缓蚀剂降低腐蚀效率

缓蚀剂的主要用于含有H2S、CO2的油井，将缓蚀剂添加到油井液体当中，致使输油管道表面形成一道密封性的保护膜，将金属原子与油井当中的腐蚀物质隔离开，从而达到预防输油管道腐蚀的作用，降低输油管道的损耗，并且还能增加输油管道的防滑性，起到润滑剂的作用，延长输油管道的使用寿命。此外，缓蚀剂还分固态和液态两种，大多数使用的都是固态的缓蚀剂，但是固态缓蚀剂的有效期不足一年，因此想要达到长期保护输油管道的效果，投入的成本还是较高的。

（二）内衬层和有机涂层防腐

内衬层防腐是针对输油管道内部防腐的方法，利用内衬层形成的覆盖层将金属中的原子与腐蚀介质隔离开，从而达到防腐的效果，但是此种方法也不是所有材质的输油管道都能使用，一般能应用的输油管道为玻璃钢输油管道、高压玻璃钢管道、不锈钢内衬管道。以玻璃钢管道为例，玻璃钢管道主要是对其内壁进行保护，提高该输油管道的在油井当中防腐性能力，玻璃钢管道对环境的要求不高，能够在很快适应环境的各种变化，同时自身还具备很强耐高温性，能够在高温下正常运转，普通环境温度很难超过100℃，所以完全能够承受住。而有机涂层防腐一般都在管道表变涂抹一层防腐涂层，增加管道的防腐性，但此种防腐方式尽管很有效，但是对于冲刷状态下的输油管道还是存在一定的时效性，需要灵活处理不同状态下的输油管道。

（三）控制二氧化碳浓度防腐

控制油井当中二氧化碳浓度防腐是非常有效的防腐措施，例如：在控制二氧化碳防腐過程中，可以采用环空保护液、封隔器以及13CrFOX螺旋油管相互配合的方式。控制二氧化碳浓度防腐措施，能够有效降低油井中二氧化碳浓度，避免大量的二氧化碳溶液腐蚀输油管道，但是二氧化碳浓度控制的防腐措施，其中13CrFOX螺旋油管造价较高，假若大量采购此种油管，会增加生产投入，降低采气成本。所以此种方法可以灵活变通一下，将二氧化碳浓度高的井位应用此种油管，其他井位替换为P110EUE油管，不仅降低了成本投入，同时还能保证控制二氧化碳浓度防腐措施的作用。

结束语：

综上所示，输油管道的腐蚀因素大多是有化学物质引发，因此在制定防腐措施时，需要结合油井的实际生产情况和环境情况，综合考虑油井的防腐成本投入，制定有效的防腐措施方案，并且灵活应用多种防腐措施，提高输油管道的防腐能力和经济效益，降低油井的防腐成本，进一步延长输油管道的使用寿命，并且在研究输油管道出现腐蚀情况时的各项影响因素，不断优化和完善我国输油管道的防腐措施，从而针对性开展科学的防腐手段，保障输油管道的安全性和稳定性。

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作者简介:张雷，性别男，出生日期1989年11月，汉族，籍贯山东省莱阳市，在大庆油田有限责任公司昆仑集团金属防腐有限公司工程材料分公司防腐管道车间副主任，从事安全、质量工作。