石油天然气管道腐蚀及其防护措施研究
张淼
摘 要 石油天然气的运输与其他运输有着本质的区别，由于介质的腐蚀性，致使运输过程中会出现管道被腐蚀的现象。这样的腐蚀对于管道输送是致命的，长期腐蚀就会出现安全事故。因此，相关企业应该采取积极的应对举措，提升石油天然气管道的防腐性及管道的质量，尽量避免安全事故的发生。本文主要研讨石油天然气管道出现腐蚀时的原由及危害，和当下我国治理管道防腐的相关技术，提出解决措施，从而增加石油天然气运输的安全性及效率，进而推动石油天然气管道运输的发展。
关键词 石油天然气 管道腐蚀 复合涂层
中图分类号：TE8 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2020）04-0026-02
1 造成石油管道与储罐腐蚀的原因
因为各输油管道以及储存罐使用频率高、时间长，而且大部分石油管道与储罐的制作材料为金属，但是石油作为一种天然能源，其本身存在少量的硫化物等成分，而这些成分会对金属造成一定的腐蚀。从全球角度出发，石油资源的大量需求，以及各国之间对石油资源的激烈竞争，所以油田为了增加石油的开采量，满足国家发展对石油的需要往往会在石油中加入许多添加剂，从而导致石油的含硫量越来越多，因此加剧了对管道的腐蚀，导致管道与储罐的使用寿命并不能依据设计时的标准。我国的石油管道大部分都是由金属材料构成，但是这些材料在使用的过程中往往受到环境及气候等因素的影响。两者之间会发生间质性反应，导致管道与储罐出现腐蚀的现象。所以管道的施工方式并不能缓解管道的腐蚀情况，无论是深埋施工还是架空施工，都会造成金属的逐渐腐蚀。管道的腐蚀反应最主要的原因是金属与环境气候等各类因素产生化学反应，电化学反应等原因。
2 石油天然气管道腐蚀的防护措施
2.1 合理使用防腐剂
在使用油田注水管道期间，可将防腐剂加入其中，进而减慢管道腐蚀的速度，确保油田注水管道稳定。而且防腐剂价格不高，被广泛应用于油田开发。然而在使用防腐剂的时候，一定要参考管道材料性质与管道厚度等指标，确保选择的合理性，充分发挥防腐剂药性。一般情况下，防腐剂可细化成有机型与无机型两种，因而要结合油田注水管道使用的具体状况使用[1]。
2.2 外涂层防护
2.2.1常温层固化的陶瓷防蚀涂层
就我国天然气管道的腐蚀情况而言，除了对其使用缓解腐蚀效果的缓蚀剂以外，还可以在天然气管道外部进行一些涂抹手段，从而延长天然气管道的使用寿命，在选用涂层前首先需要对管道的材质进行分析，根据不同的需求和管道所处的不同的环境选择不同的涂层技术，比如煤焦油磁涂层技术的应用相对而言，具有吸水性较低、电绝缘性高的特点，并且这种涂层技术能够杜绝植物根部的穿刺。除了对材料和管道材质选择以外，还需要注意管道的路线，防止管道因为外部因素受到伤害从而造成事故，影响管道的使用。最常使用的方式往往是通过常温固化陶瓷防涂层为外部环境和天然气管道之间增加隔绝，减少天然气管道的腐蚀效果，通过这样的方式解决腐蚀的问题发生。
2.2.2 液体聚氯脂涂层
液体聚氯脂涂层对于天然气管道的防腐工作中是相较于其他方式更为优质的方式，通过这样的方式能够更好地完成防腐工作，这种涂层使用时间较短，方便人员使用，并且使用这种涂层能够很好地加强天然气管道的抗磨效果。所以说，工作人员在使用液体聚氯脂涂层作为天然气管道涂层时能够更有效地解决天然气管道腐蚀的问题，并且这种涂层对环境的要求较高，要求周边环境保持一定的湿度，并且还需要保证天然气管道自身的温度也要保持在80%以下。
2.2.3 三层复合涂层
近些年，我国对天然气管道的防腐工作越加重视，目前我国管道防腐处理使用的往往都是三层复合涂层，这种涂层主要是由环氧粉末作为涂层的最底层，以黏结剂作为三层涂层的中间部分，以聚烯烃作为整个涂层的最外部防护，这样的涂层组合是将熔结环氧的优秀防腐蚀功能结合了黏性，最终达到更好的保障防腐效果的。但是这样的做法并不是没有缺点，三层复合涂层在施工过程中操作复杂，并且三层复合涂层覆盖到天然气管道上后会导致天然气管道表面形成腐蚀。这种腐蚀在我国一些地区的天然气管道中有真实案例，并且被投入使用，我国一些重要的天然气运输管道中都使用了这种三层复合涂层的方式加强天然气管道的防腐。
2.3 管道阴极保护技术举措
在石油天然气管道进行施工工作时，为了保護管道，避免其与阴极被侵蚀，施工人员可以对阴极进行相关维护。那么阴极维护主要体现在两点，即电流阴极维护和牺牲阳极的阴极来维护，施工单位及人员应该从实际出发，选择合适的阴极维护措施，并对石油天然气金属管道进行维护。我国的防腐技术发展到今天，有着大量的现场调查及调查数据可以进行支撑，阴极保护法可以说是最为有效的管道金属防侵蚀的方法，在国内大多数的施工单位中，它也备受追捧。其原因就是运用石墨进行操作，即选择极阳的材料，能够有限地防护其受到运输过程中的物质腐蚀，这个材料可以说是现阶段最有用的材料，它能够降低金属管道的危险性，增加安全性，有利地避免安全事故的发生，避免人员伤亡及财产的流损，给人们提升人身安全的保障，也促进了相关领域及国家的繁荣发展。
2.4 保护膜涂层防腐
保护膜防腐实质上指的就是通过为石油管道适配相应的化学材料，对石油管道的外层环境进行优化，从而将石油管道和外界相隔离，减少外界腐蚀因素对石油管道造成的损害，从而达到石油管道的防腐处理。一般来讲，保护层防腐是石油管道防腐中最常见的保护方式之一，该方案具有价格便宜和操作方面的优势，所以在实际的石油管道防腐保护中得到了大量的应用。虽然该方法较为实用，但是在实际应用中还是有着许多问题需要进一步的改进，其中最主要的问题就是涂层容易遭受到损害。在石油的实际运输过程中，因为管道时常和外界事物产生碰撞和摩擦，所以久而久之便会造成石油外涂层的磨损损害。因此降低了涂层的使用寿命，从而导致其防腐效果达不到理想目标[2]。为了减少这种情况的发生，就要依据使用环境进行进一步的处理，选择恰当的防护保护方法。首先可以对涂层的原料进行进一步的优化，让涂层尽可能的达到最优的防腐保护效果，所以在实际的防涂层材料中，常使用二层聚乙烯和三层聚乙烯等成分。将优化后的燃料对水管道与储存罐进行再次的涂层技术方面的加工，尽量保证涂层可以满足管道和储存罐的防护需要。在实际应用中石油管道与储存罐的防腐，往往需要实行三层涂层防护处理，首先管道与储存罐最里面的一层涂料往往是环氧粉末，中间一层为粘结剂，图层的最外层为聚烯烃。三层防护涂层技术可以有效的对石油管道进行防腐最大限度的提升，最终减少了在实际过程中因为碰撞挤压造成的防腐涂层的损坏，从而降低石油管道储存罐的防腐效果。能够有效避免石油管道与储存罐，因为腐蚀带来的经济损失和危险。
2.5 水中除氧
若水中溶氧量增加会使金属发生电化学腐蚀，所以在注水管道防腐工作中，为更好地防治水中溶氧腐蚀金属的程度，可采取两种措施：一是针对水质实施除氧措施，将化学除氧剂添加其中。通过对物理除氧方式的运用，借助加热形式将水中含氧量去除;二是阴极保护。主要指的就是利用外部电流转变金属腐蚀电位，使得腐蚀几率不断下降。在长期实践过程中，埋地钢质管道需联合使用防腐涂层和牺牲阳极法阴极保护的形式加以保护，效果相对理想。
2.6 增强对天然气管道的监管能力
实施对天然气管道的防腐工作的主要目的是更好的保障天然气管道的使用寿命，通过对管道的保护使天然气管道的腐蚀问题得到转机。所以需要相关工作人员对天然气管道的监管工作提高重视，加强管理人员的监管意识，推动天然气管道维护和管理工作的正常运转。但是我国目前的天然气管道防腐效果相对而言较差，导致天然气管道工作无法切实有效的开展，所以天然气管道管理工作人员必须要对监管工作提起重视，首先需要将自身摆在管理者的位置，建立更加专业的监管团队，通过专业的培训工作使工作人员能够接受到更加专业的培训，提高工作人员天然气管道防腐知识以便于后期工作的开展更加便利;其次需要建立相对更加完善的奖惩机制，使每个工作人员都能明白自身的工作职能，并落实到具体的管理工作中[3]。
2.7 聚乙烯胶黏带技术
全球化发展的当下，防腐材料也层出不穷，在这之中较为先进的就是聚乙烯，聚乙烯胶黏带技术就是在运输管道外侧涂上聚乙烯涂料，在中间的部分涂上粘接剂，最后步骤就是在底层部分涂抹溶解环氧粉末。这个技术能够有效地保护好运输管道，这个技术的重点在于两个涂层能够进行互补，这样可以有效提升管道的防腐特性，聚乙烯胶黏带技术也是现如今石油天然气防腐最为实用的技术之一。除了它的优点之外，其缺点也是不容忽视的，其防腐涂层易被土壤中的介质所腐蚀，并且在高温环境下，极易出现阴极隐蔽的现象，这个现象的产生主要就是因为石油天然气管道的黏结力及电阻相对较高。
2.8 石油沥青涂层技术
在众多石油天然气管道涂料中使用年限最长的就是石油沥青，石油沥青的悠久历史也印证了这个涂料的可实用性，并且石油沥青的成本小，运输也十分便捷，这也是它备受欢迎的重要因素。在经济发展迅猛的今天，人们对于管道材料的要求越来越高，所以石油沥青的涂料缺點也越发突出。在进行涂层操作时，极易吸收到水分，老化也是常态，在高温条件下，其抵抗能力薄弱，当有植物根茎出现时，极易破坏石油天然气管道，石油沥青的缺点也降低了其地位。总的来说，石油沥青材料需要在无根及无微生物的环境中进行操作，并且土壤的温度也需适宜，不能处在高温环境之下。
3 结语
腐蚀现象经常出现在石油天然气管道运输的过程中，在石油天然气发展迅速的当下，腐蚀的出现也是由各种因素引起的，这不仅仅会造成经济损失，也大大提升了安全事故发生的概率，阻碍石油天然气领域的发展。所以在操作中，相关单位和人员应该有针对性的选择相关举措来进行防护，提升防腐蚀性是极为必要的，这可以推动我国经济社会的繁荣发展。
参考文献：
[1] 徐赣川，杜磊.防腐涂料在石油天然气管道中的应用[J].上海涂料，2008（06）：23-26.
[2] 陈迺昌.聚脲在石油天然气管道防腐中的应用[J].上海涂料，2010（06）：34-38.
[3] 贾鹏军.西北地区天然气长输管道腐蚀规律及维修方法研究[D].西安：西安石油大学，2011.
（辽河油田燃气集团公司，辽宁 盘锦 124010）
