油气集输管道的防腐技术应用要点分析.pdf

118技术应用与研究引言油气集输管道是油气生产的重要基础设施，其运行状态直接影响到油气生产安全，因此，必须采取有效的防腐措施。油气集输管道的腐蚀问题具有普遍性，并呈现出逐渐加剧的趋势。因此，必须采取有效措施解决油气集输管道腐蚀问题，避免造成巨大经济损失。一、造成油气集输管线腐蚀的主要原因1.材质问题（1）碳钢材质：由于碳钢材质在使用过程中会出现脆裂和缝隙腐蚀现象，因此，在油气集输管线建设过程中必须注意选用碳钢材质作为集输管道材料。而由于碳钢材质自身所具有的特性，会导致在油气集输管线建设过程中出现管线内部的缝隙腐蚀现象，这种缝隙腐蚀主要是由于在油气集输管线建设过程中受到了土壤中的水蒸气与化学物质等因素影响而引起。由于管道内部所受到的水蒸气以及化学物质等因素会使管道出现缝隙腐蚀现象，这些因素主要包括有：化学物质、水蒸气以及二氧化碳等，当这些物质进入到管道内部时会与管道内部所含有的铁离子发生化学反应，进而造成管道内壁的腐蚀现象。（2）不锈钢材质：由于不锈钢材质具有高强度、高硬度、耐腐蚀性强等特点，因此，在油气集输管线建设过程中也得到了广泛的应用。由于，不锈钢材质的缝隙腐蚀主要是因为在油气集输管线建设过程中受到了土壤中的水蒸气以及化学物质等因素影响而导致缝隙腐蚀现象发生。在进行管道建设过程中如果不注重对管道内壁的保护，也会造成管道出现缝隙腐蚀现象。2.地层砂问题（1）砂粒之间的化学作用：地层砂是一种岩石颗粒，具有较高的硬度和较强的强度。但同时地层砂中存在着一些离子，比如：钙离子、镁离子、钠离子等，这些离子与地层砂中的其他物质发生反应，产生碳酸钙沉淀物和氢氧化物。碳酸钙沉淀物和氢氧化物会降低原油与地层砂之间的粘接性，从而影响油气集输管线的密封性，甚至会发生泄漏。（2）砂粒与金属之间的电化学作用：油气集输管线在开采、运输等过程中会受到外界环境的影响，例如：温度、压力、腐蚀介质等。这些因素都会导致土壤中产生一定浓度的腐蚀性物质，对油气集输管线产生腐蚀作用。（3）砂粒与其他物质之间的作用：砂粒在一定条件下会发生粘结作用，若粘结不够牢固则会导致砂粒之间相互移动，从而影响油气集输管线的密封性能。此外，砂粒之间还存在着化学作用，当油气集输管线在应用过程中发生腐蚀时，会在管道内壁产生化学反应形成一层保护膜，但如果没有及时清理掉这些保护膜，就会导致腐蚀的产生。（4）砂粒与环境之间的作用：除了化学和电化学作用外，环境也是腐蚀产生的重要因素之一。在自然环境中存在着各种各样的腐蚀因素，如：空气、水分、灰尘等。如果，这些物质在油气集输管线表面停留时间过长或者是长期处于潮湿环境下就会引起腐蚀现象。此外，在一些特殊环境下（如，温度较高、腐蚀性介质含量较多等）还会使油气集输管线产生化学作用而腐蚀。3.化学性质问题由于油气集输管道的压力和温度都比较高，在一些含有腐蚀性介质的环境中，就很容易发生腐蚀现象，特别是一些管线使用时间长了之后，就会出现比较严重的腐蚀现象。在油气集输管线中，常见的腐蚀物质主要包括有：铁离子、碳酸氢根、氯化物等。在不同的环境中，其化学性质也会有一定的差异，比如，在一些含有氯化物、硫化物以及氧化物等成分的环境中，就会容易出现较大的腐蚀性。例如：在一些含有硫化氢、二氧化碳等成分的环境中，就很容易出现腐蚀现象。由于硫化氢和二氧化碳这两种物质都有一定的毒性，并且会对腐油气集输管道的防腐技术应用要点分析杨廷雷国能榆林化工有限公司【摘要】油气集输管道防腐技术应用的目的是确保油气集输管道的长期稳定运行，保障油气生产安全。随着我国社会经济的不断发展，油气产量也随之增加，为了保证油气产量的稳定增长，需要在集输管道中应用防腐技术。随着油气集输管道在石油生产中发挥的作用不断提高，对其防腐技术的应用要求也逐渐提高。基于此，从油气集输管道腐蚀原因入手，结合相关实践经验，探讨了几种防腐技术在油气集输管道中的应用要点。【关键词】技术管道；防腐技术；要点分析【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.15.040119技术应用与研究蚀起到促进作用，因此，就会导致管线被严重腐蚀。除此之外，对于一些腐蚀性比较强的金属材料而言，也会产生比较严重的腐蚀现象。尤其是一些含有氢离子成分的物质，一旦在油气集输管道中发生了腐蚀现象时，就会对其造成比较严重的损害。除了上述这两种腐蚀类型之外，还有一些金属材料也会对油气集输管线造成较大腐蚀作用。例如：在一些含有硫化物、氧化铁以及氢化物等成分的环境中，就容易发生严重腐蚀现象；在一些含有钙离子、镁离子以及硫酸根等成分的环境中，就容易出现严重腐蚀现象；在一些含有钙离子成分的环境中，就容易出现比较严重的腐蚀现象。4.地理环境问题（1）管道敷设在地下，受到周围的土壤、地下水、泥土等各种因素的影响，在进行管道外防腐时，除了考虑到使用寿命问题，还要考虑到腐蚀问题。通常情况下，埋地管线在地下会受到周围土壤、地下水的影响，对管道外防腐产生影响。在油气集输过程中，如果周围存在大量的腐蚀性气体，腐蚀现象会更加严重，使管道外表面出现不同程度的腐蚀情况。（2）油气集输管线通常埋设在地下环境中，由于其埋深较浅，无法避免外界因素对其产生的影响。如，地下水位过高、土壤水分含量过高、地下水含盐量过高等问题，都会影响油气集输管道的防腐性能。因此，在进行管道外防腐时需要考虑到这些因素的影响，采用合适的防腐措施。（3）油气集输管线所处环境较为复杂。不同地区所处环境不同、自然环境不同，导致油气集输管线所处环境存在差异性。例如，在平原地区进行油气集输时，管道外防腐可采用 PE、玻璃钢、环氧树脂等材料，但在山地地区进行油气集输时，由于山地地区的地形起伏较大且坡度较陡、植被较多等特点，不能选择与平原地区相同的防腐措施。同时，山地地区存在大量的酸性土壤和碱性土壤，这两种土壤会对油气集输管线的外防腐产生影响。（4）在山区进行油气集输时还需要考虑到管道外部环境对其产生的影响。山区地形复杂、山体面积大、植被多等特点会对管道外部环境产生影响。例如，山区地形复杂，周围可能存在大量的乱石堆和树木等杂物；山体面积较大且植被茂盛容易阻挡管道外部环境；管道周围的土壤湿度较高，容易对管道造成腐蚀。二、油气集输管道内部防腐蚀技术1.使用缓蚀剂缓蚀剂是一种常用的防腐蚀措施，可以有效地防止金属材料在高温环境下发生腐蚀，而且缓蚀剂具有安全环保、使用寿命长等特点。在油气集输过程中，使用缓蚀剂可以减少管道腐蚀情况的发生。缓蚀剂分类：（1）有机缓蚀剂，有机缓蚀剂主要是指在油气集输过程中，向管道内加入一定量的有机缓蚀剂，这种类型的缓蚀剂具有良好的缓蚀效果，但有机缓蚀剂的成本较高，而且使用时间长了会使管道内壁出现老化现象。无机缓蚀剂是指在油气集输过程中，向管道内加入一定量的无机物质，这种类型的无机物质主要包括二氧化碳、氢氧化钠等。无机缓蚀物质通常是通过化学反应来进行缓蚀效果的，这种类型的无机物质稳定性较高，且不容易发生氧化反应，对管道内壁腐蚀情况不会产生影响。复合缓蚀剂是指在油气集输过程中，使用多种类型的缓蚀剂来降低管道内壁腐蚀程度。复合缓蚀剂会选择一些较强效的氧化剂和抑制剂进行组合使用，将这些物质通过化学反应与金属发生反应，达到减少管道腐蚀程度的目的。（2）常用的缓蚀剂，盐酸是一种常见的腐蚀剂，在进行油气集输时，可以通过向油气集输管道内加入盐酸来防止管道腐蚀。在对盐酸进行处理时会产生大量的氯化氢气体，这会导致管道外壁出现大量腐蚀情况。在对盐酸进行处理时通常会采用加热装置来提高其挥发速度，当加热到一定程度后，再向管道内加入一定数量的氯化氢气体，这样可以有效地降低管道内壁腐蚀情况。2.使用复合材料管道在油气集输过程中，由于管道内的介质会对管道的材质产生一定的腐蚀作用，如果采用传统的金属管材进行油气集输，很容易出现管道内壁腐蚀严重的情况。在油气集输过程中，可以采用一种新型的复合材料管道进行油气集输，这种新型复合材料管道不仅可以有效地防止油气集输过程中管道内壁腐蚀情况的发生，还能够延长油气集输管道的使用寿命。这种新型复合材料管道主要包括玻璃钢管、玻璃钢夹砂管、钢塑管和钢塑复合管四种类型，其中玻璃钢夹砂钢管是一种新型的复合材料钢管。在油气集输过程中，玻璃钢管和玻璃钢夹砂管作为一种新型复合材料，主要是将两种不同材质的管材进行组合，然后再进行缠绕成型。玻璃钢夹砂管是一种新材料，这种材料可以有效地防止金属管材在油气集输过程中出现腐蚀现象。在对玻璃钢夹砂管进行缠绕时可以采用机械缠绕、手工缠绕两种方法进行缠绕。玻璃钢夹砂管是一种复合材料管道，这种复合材料管道具有耐腐蚀、耐高温等优点，而且这种复合材料管道还具有强度高、韧性好等特点。钢塑管是一种新型复合材料管道，这种复合材料管道具有良好的耐腐蚀性、强度高、耐高120技术应用与研究温等优点，在油气集输过程中可以采用钢塑管作为一种新型复合材料钢管进行油气集输。钢塑管是一种新型复合管材，这种复合管材在进行油气集输时可以有效地降低管道内壁腐蚀情况的发生。3.管线内涂层技术管线内涂层技术是指将管道的内壁涂抹一层具有耐高温、抗腐蚀、防渗透性能的涂料，这种涂料可以在管道内壁形成一层保护层，有效防止了腐蚀性物质对油气运输的影响。当前，在我国的油气集输管道中，管线内涂层技术主要有两种类型：一种是，热喷涂型内涂层技术；另一种是，粉末流化床内涂层技术。热喷涂型内涂层技术是在管壁上均匀地喷涂一层粉末，并通过高温将粉末熔融成流态化状态，利用高速气流对其进行喷射处理，从而将管道表面的粉末吹走，达到管内表面的保护效果。陶瓷涂料内涂层技术：该内涂材料由无机矿物、有机高分子聚合物等组成，其中无机矿物为氧化铝、氧化锆等，有机高分子聚合物为环氧树脂，这种材料具有很高的机械性能和化学稳定性。陶瓷涂料内涂技术是在管壁上均匀地喷涂一层陶瓷涂料，并通过高温将陶瓷涂料熔融成流态化状态，利用高速气流将陶瓷涂料喷射到管壁上，通过气流的冲刷作用将陶瓷涂料和管道表面充分结合在一起，从而起到防腐蚀的效果。三、油气集输管道外壁防腐蚀技术1.电镀防腐技术电镀防腐技术是指利用电化学原理在油气集输管道表面进行电镀处理，从而起到保护管道的作用。这种防腐技术可以有效减少管道的腐蚀程度，延长管道的使用寿命。电镀防腐技术主要分为阳极电镀法和阴极电镀法两种，其中阳极电镀法是指利用电镀设备，对金属表面进行处理，从而达到防腐的目的。阴极电镀法：该技术是利用阴极电化学原理在油气集输管道表面进行电镀处理，其工作原理为：当金属与阴极发生反应时，由于金属会迅速进入阴极，因此能够在短时间内抑制金属腐蚀；而当阴极处于通电状态时，阴极会发生反电化学反应，此时金属，表面会被阴极覆盖。阳极电镀法可以根据不同的工作原理分为两种类型：一种是电流型阳极电镀法；另一种是阴极电镀法。电流型阳极电镀法：该技术是将阳极埋入到管道中，然后通过电流将管道内的腐蚀物质消耗掉。这种技术具有操作简单、成本低廉的优点，但其缺点也比较明显：首先，由于管道埋在地下，因此无法对管道进行定期检测；其次，在腐蚀物质不断增加的情况下，防腐效果会逐渐降低。2.防腐涂层随着油气行业的不断发展，对油气集输管道的要求也越来越高，而涂层技术是一种有效的防腐方法。涂层防腐技术主要有：环氧煤沥青漆防腐技术、重防腐聚氨酯涂料防腐技术、热固性聚氨酯涂料防腐技术、聚脲涂料防腐技术等。环氧煤沥青漆涂层防腐：这种涂层主要由环氧树脂、煤沥青和改性剂组成，其中环氧树脂是一种热固性树脂，具有良好的化学稳定性和耐热性；煤沥青是一种不饱和聚酯树脂，具有较好的柔韧性；改性剂是一种具有良好的耐腐蚀性和耐水性的改性剂。经过实验表明，采用环氧煤沥青漆进行油气集输管道内表面防腐蚀时，其效果良好，可以有效防止管道腐蚀。重防腐聚氨酯涂料防腐：重腐蚀聚氨酯涂料是一种新型涂料，其主要由重腐蚀聚氨酯树脂、颜填料、固化剂等组成。这种涂料具有良好的附着力和耐酸碱性，可有效防止管道表面受到腐蚀。热固性聚氨酯涂层防腐：该涂层是由环氧树脂、固化剂、颜填料和助剂等组成，具有很强的耐腐蚀性和耐磨性。聚脲涂层防腐：聚脲是一种具有极强耐腐蚀性和耐热性，且具有良好弹性的高分子材料。综上所述，通过对油气集输管道中常见的防腐技术进行分析和研究，可以有效地解决油气集输管道中存在的腐蚀问题。四、结语油气集输管道是石油生产的重要组成部分，其安全稳定运行直接关系到石油生产企业的经济效益和社会效益。油气集输管道腐蚀原因是多种多样的，在此基础上，必须选择适宜的防腐技术，以减少油气集输管道腐蚀速率，保证其长期稳定运行。目前，油气集输管道的防腐技术主要有外部防腐技术、内部防腐技术和管线内涂层技术，其中外部防腐技术包括牺牲阳极保护法、阴极保护法和外加电流法，内部防腐技术包括内涂层防腐技术、防腐层法、电化学保护和缓蚀剂法，管线内涂层技术包括陶瓷涂料内涂层技术等。只有选择恰当的防腐方式，才能提高油气集输管道的安全性。参考文献：1刘彦丽，李莉，孙爱军，等.油气集输管线防腐蚀技术研究与应用J.化工管理，2021(07):158.2姜宇鹏.油气集输管线防腐蚀技术研究与应用J.轻松学电脑，2021，000(006):1-1.3王国明.油田管道防腐技术的应用及策略J.科研，2021(2017-19):221-221.作者简介：杨廷雷（1991），男，汉族，甘肃白银人，本科，助理工程师，研究方向：煤化工油气储运。