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相关资讯:油气管道腐蚀及防护技术研究进展
目前石油和天然气的输送主要靠钢制埋地管道来完成，而腐蚀对钢制油气管道的危害非常严重，相应的管道维修费事费力，大幅度增加了使用成本。本文在介绍管道腐蚀类型及腐蚀机理的基础上，综述了目前输油及输气管道常用的腐蚀防护技术，并对油气管道的防腐技术提出了建议。
使用钢制埋地管道输送石油天然气等流体具有成本低，安全性好等优点。但钢制埋地管道易被输送介质、地下水、土壤和杂乱电流腐蚀，导致穿孔泄漏，造成经济损失和环境污染。据统计，全每年因金属腐蚀造成的损失约2万亿美元。因此，减轻或避免埋地管线的腐蚀，是管道施工作业的一个重要环节。本文在介绍管道腐蚀类型及相关的腐蚀机理的基础上，综述了目前油气管道常用的腐蚀防护技术，并对油气管道的防腐技术提出了建议。
1 油气管道腐蚀因素分析
01 土壤腐蚀
土壤腐蚀是油气管道外部腐蚀的主要诱因。土壤是由固相、液相和气相组成的复杂系统，并有多种微生物伴生。土壤具有不均匀性、胶体性、导电性和多孔性等特性，电化学腐蚀是土壤的对油气管道的主要腐蚀形式。由于输送管道通常跨越的地域较广，涉及不同的土壤类型，导致土壤对管道的腐蚀速度和程度也不尽相同，而腐蚀的不均匀性会加剧管道的腐蚀程度。土壤的腐蚀特性是由其理化性质决定的：物理性质、化学性质、电化学性质和微生物性质。其中主要的腐蚀因素包括：
土壤电阻率。土壤电阻率与土壤的含盐量、含水量和孔隙度有关。一般来说，土壤的电阻率越小，其腐蚀性越大；
土壤含水量。土壤中的水含量随季节变化，腐蚀性随含水量呈倒V形变化。当水含量较低时，随含水量的增加溶解盐增多，土壤腐蚀性增大，当达到临界值时，可溶盐完全溶解，水含量的继续增加则会堵塞空隙，抑制溶解氧的扩散，腐蚀性会减小；
pH值。土壤可分为酸性土壤、碱性土壤和中性土壤，随pH值的降低土壤腐蚀性增加；
微生物。微生物在新陈代谢过程中产生的物质与金属管道表面接触后会发生电化学腐蚀；
土壤盐分。随土壤可溶盐组分的增加，土壤的导电率变大，使其腐蚀性变大。
02 杂散电流腐蚀
杂散电流腐蚀的定义是：由于正常电路漏电或没有按照设计路径流动而产生的意外电流对金属产生的电解腐蚀。根据标准可将杂散电流的来源分为5类：直流电气设备；外部结构物的电池电流或等化电流；阳极阵列附近的等效电流；阴极保护系统的保护电流。杂散电流的腐蚀特点有：①电流强度大。与土壤中几十毫安的自然腐蚀电流相比，杂散电流可达上百安培；②随机性强且腐蚀范围大。杂散电流通常会从管道阻抗小的位置流入土壤或集中于管道有缺陷的部位，导致局部位置的严重腐蚀。
03 输送介质腐蚀
油气管线输送的石油和天然气等介质通常含有二氧化碳、硫化氢、溶解盐和水等易产生腐蚀的物 。
二氧化碳溶于水后会生成碳酸，具有较强的腐蚀性，使金属管道发生电解质腐蚀；
干燥的硫化氢没有腐蚀性，但硫化氢与水接触后会对油气管道产生严重的腐蚀，硫化氢腐蚀的主要类型为电化学腐蚀、氢脆和氢裂；
盐类溶于水中后释放的氯离子、硫酸根离子是主要的腐蚀来源，不同的溶解盐对管道的腐蚀速率不同；
含水量对管道的腐蚀影响非常重要，通常含水量与腐蚀速率成正比。水的存在是产生二氧化碳和硫化氢腐蚀的先决条件。当含水量小于30%时，输送介质一般为油包水状态，水为内向，对管线内壁的润湿作用较小，腐蚀也较小；当水含量低于20%时，水相完全被包裹在油相中，几乎没有腐蚀发生；当水相超过45%时，输送介质会成为水包油状态，此时水相对管线的润湿作用加强，腐蚀大幅度加剧。因此通常将30%作为水相能否产生腐蚀的临界值。
2 油气管道常用腐蚀防护技术
01 使用缓蚀剂
由于腐蚀机理不同，针对不同的腐蚀介质应选用不同的缓蚀剂。通常中性介质使用钝化型和沉淀型的无机缓蚀剂；酸性介质使用具有吸附作用的有机缓蚀剂。由于被保护管路通常是由多重金属组成的合金材质，单一的缓蚀剂往往难以满足需求，所以现场使用的缓蚀剂多以复配为主。
02 使用涂层管材
使用涂层材料可以将管线内壁与腐蚀介质隔离开，从而达到防腐效果，该技术工艺简单，成本较低。但其防腐效果与涂层工艺技术关系较大，一旦存在“漏点”则会加剧腐蚀。
03 使用耐腐蚀合金管材
含Cr（含量9%～13%）的合金不锈钢管可用于含CO 2 的油气井开采，含Cr、Mn、Ni的不锈钢管对CO 2 、Cl - 有较好的耐腐蚀效果。该类管材无需配套措施，施工工艺简单，但初期投入成本较高。
04 使用非金属管材
非金属管材具有耐腐蚀性强、隔热效果好、水力性能好、可操作性强及适应性好等一系列优点，目前已成为油气输送管道的主要选择。非金属管材主要的类型有：高压玻璃钢管、钢骨架塑料复合管、柔性复合管和塑料复合管。由于非金属管材具有不同的技术特点和成型工艺，因此在施工过程中需充分考虑使用环境、介质特性、承载压力和施工方式等条件。
05 阴极保护
阴极保护主要有牺牲阳极和强制电流保护两种方法。目前油田主要使用牺牲阳极的方式来保护油气管道，但该方法工艺相对复杂，对现场环境要求高，成本较高。管道外防腐与牺牲阳极法联合使用是目前比较经济的防腐措施。
3 结束语
综上所述，油气管道的腐蚀主要因素有土壤腐蚀、杂散电流腐蚀和输送介质腐蚀，在实际生产中往往是几种腐蚀兼而有之。常见的防腐措施包括：使用缓蚀剂、使用涂层管材、使用耐腐蚀合金管材、使用非金属管材和阴极保护等方法，但上述方法均有各自的优点和不足。在实际生产施工过程中应该综合考虑地质条件、输送介质、工程预算等多方面情况，选择经济有效的防腐技术。
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