输油、气埋地管道腐蚀因素原理及防腐办法

杨洋

近年来由于我国能源结构的调整，管道建设非常迅速。为了减缓管道腐蚀，延长管道使用寿命，提高管道运行安全，现在普遍采用阴极保护和外防腐层联合保护措施防止管道腐蚀，埋地管道作为油气的传输载体，地面工程的重要设施之一。要通过埋设地下管道方式实现向每家每户输送燃气，由于管道长期埋在地下，随着时间的推移，外界土壤特性及地形沉降等因素的影响，管道会发生腐蚀、穿孔、泄漏，即使出现损坏也不容易被发觉，另外，若对埋地管道进行维修需要花费大量资金，带来严重的损失，且难以估计，管道腐蚀除了考虑造成的严重经济损失外，它还会引起有害物质的泄漏，对环境造成污染，甚至还会引起突发的灾难事故，危及人身安全。

一、钢质管道防腐蚀意义

钢管腐蚀问题普遍存在于国民经济和国防建设的各个部门，既给国民经济带来了巨大的损失.也给生产和生活造成极大的困难。钢管在自然条件下（大气，天然水体、土壤）或人为条件（酸、碱、盐及其它介质）下，每时每刻都在发生腐蚀.一种自发进行的无谓的消耗。其根本原因钢质管道是因为处于热力学不稳定状态，在上述条件下它们就要恢复原来的相对稳定的状态.生成铁氧化物 碳酸盐等.或转变为可溶性离子。这一过程就是金属的腐蚀过程。根据统计，我国钢铁年产量1.6亿吨.每年因腐蚀而损耗6千多万吨.差不多等于上海宝钢钢铁总厂的年产量。腐蚀不仅是钢铁资源的浪费，还会因腐蚀使管道、设备使用寿命缩短 更换新管道 设备的造价费用远远超过金属材料本身的价格，生产成本因此而增大，降低了经济效益 腐蚀造成的直接和间接经济损失是巨大的。腐蚀产物形成垢层，影响传热和介质流速 传热效率降低，能耗由此大大增加，我国每年因腐蚀造成的经济损失高达2800亿元，比每年风灾，水灾、地震 火灾等自然灾害的总和还要多。

腐蚀造成各种事故和重大灾害。由于钢质管道、设备的腐蚀，引起生产企业停工停产 产品质量下降。影响生活供、供气、供采暖蒸汽或热水，给人民生活带来很多困难。埋地输油 气、水等管道、管网的泄漏，企业炼油，化工、化纤、化肥、制药等管道、设备的跑、冒、滴漏.除损失大量有用的物质外，又造成严重的环境污染，甚至引起火灾、爆炸、塌毁等灾难性事故。鉴于金属腐蚀的普遍存在.为了防止或减缓金属腐蚀的发生.各种金属防腐技术和工艺应运而生。金属防腐新工艺、新材料、新设备的推广应用。延长管道设备使用寿命，节省资金、保证安全生产。我国石油 化工、公共事业等行业。管道因腐蚀穿孔达2万次/年。其主要发生在钢管的接口处和管道自身的磕碰伤。

1.输油，气钢管腐蚀原理及影响因素

1.1环境影响

对于输送天然气的长输管道和集输管网，管道外防腐技术的采用和施工质量直接关系到管道的安全运行和使用寿命。由于管道穿越地区地形复杂、土壤性质千差万别，埋地钢质管道需要采取不同的外防腐措施。管道外防腐技术发展的主要特点体现在防腐材料的高性能、复合化、使用寿命长和良好经济性。长输油、输气钢管少则数百公里，长则几千公里.穿越不同类型的土壤 河流、湖泊，由于土壤的多相性.冬季、夏季的冻结、融化.地下水位变化、植物根茎对涂层的穿透微生物 杂散电流等复杂的埋地条件给管道造成复杂的腐蚀环境。来自周围环境腐蚀主要有杂散电流腐蚀，细菌腐蚀以及土壤腐蚀。天然的土壤是由固液气组成的胶质体，土壤之间的空隙均被水合空气所填充，而地下水均含有一定的无机盐这样就使得土壤具有金属材质的电化学不稳定性，土壤物理化学性质的不均匀性以及离子导电性，这样就形成了影响埋地管道腐蚀的电化学腐蚀条件，进而使得土壤对埋地管道产生腐蚀作用。有的土壤内氧气含量低，这样就为如硫酸盐还原菌等细菌参与埋地管道的腐蚀提供了条件，其主要作用就是参与电极反应，以便能够将硫酸盐转变为铁和硫化氢，进而导致埋地管道产生细菌腐蚀。对埋地管道产生腐蚀的电流主要包含交流和直流杂散电流腐蚀；交流杂散电流腐蚀是由于埋地管道附近有高压线，其产生的感应电流会对电化学反应产生的腐蚀作用进行叠加，虽然它对管道腐蚀作用小，但是因其作用点较为集中，因而破坏作用较大。

1.2埋地管道防护效果的影响

控制埋地管道受到腐蚀的有效办法就是对管道进行防护，通常的做法是对管道采取阴极保护与防腐覆盖层相结合的办法；埋地管道的防腐层可以有效的抵抗来自周围土壤的腐蚀，确保能够和钢管结合紧密，以便能够避免阴极保护死区和阴极剥离，若埋地管道局部出现阴极剥离问题，就应当立即调整埋地管道的阴极保护运行参数，进而实现阴极保护死区的有效控制，实现对埋地管道的有效防护。

1.3管道所用钢管影响

导致埋地管道出现腐蚀的内部因素就是所用钢管的材料和制造方法，尤其是所用钢材的微晶结构和化学组分，钢材的非金属元素含量过高则更容易受到腐蚀，若钢材中的碳和硅含量过高，则容易导致钢材出现脆性开裂。钢材的微晶细度较低时，钢材本来就有的裂纹就会沿着晶粒发展，进而导致钢管的开裂；若钢管出厂后表面有裂缝，划痕等，也容易导致钢管腐蚀开裂。

2.输油，气钢管防腐技术

埋地输油、输气钢管防腐形式通常有管道内防腐、管道外防腐、管道阴极保护、地上管道防腐。对埋地管道外防腐蚀涂层的要求：具有良好的抗土壤、水、霉菌的腐蚀和施工性能，有良好的电绝缘性.与阴极保护联合使用时防腐涂层应具有一定的耐阴极剥离强度的能力.有足够的机械强度.以确保涂层在搬运和土壤压力作用下无损伤。埋地钢管外防腐涂装技术有石油沥青防腐层，环氧煤沥青防腐涂层、煤焦油瓷漆防腐涂层、聚乙烯粘胶带、熔结环氧粉末防腐涂层、二层PE防腐涂层，三层PE防腐涂层、聚氨酯硬质泡沫塑料防腐保温复合结构.后三种方法是通常使用的方法。

2.1复合涂层防腐

复合涂层防腐是将单一的涂层材料通过化学粘结或者物理叠合形成一个整体，进而对埋地管道产生良好的防腐层，复合涂层防腐主要包括三层聚烯/聚丙乙烯和二层聚丙烯/聚乙烯。

2.2缠带类防腐

这里所说的环氧粉末是通过对固化剂，环氧树脂以及其他助剂进行一系列的加工过程而形成的，我国也有很多埋地管道采用这种防腐方法，一般将其作为底层防腐；环氧粉末层是经过一次成膜操作而形成的防腐涂层，它具有良好的抵抗阴极剥离性能，与钢管能够很好的粘结，对土壤腐蚀具有很强的抵抗能力，耐磨性能高，可以进行冷弯加工等特点，可以用于大部分埋地管道的防腐，但这种防腐措施耐冲击性能差，温度较高时其吸水能力较强，所以，这种防腐方法不能够用于石万段或者湿热环境中。

2.3埋地管道的阴极保护

二十世纪三十年代有的国家开始采用阴极的保护的方法来实现埋地管道的防腐，道路五十年代中去，这种防腐方法已经发展的较为成熟，而且逐渐被世界各国采用，我国于五十年代中期开始将这种防腐方法用于埋地管道上。这种防腐方法是作为一种附加保护的方式，以便能够对管道的防腐涂层破损处提供防腐保护的，目前，我国大部分埋地管道都使用了阴极保护方法，但也有的埋地管道使用的是阳极的方法来实现管道防腐；埋地管道阴极保护已经有相关的规范和行业标准，主要有材料标准，管道运行维护规范，施工验收规范，以及设计标准等，这种防腐技术相比较成熟。

二、结语

埋地管道腐蚀的影响因素主要有；环境影响，埋地管道防护效果影响，管道所用钢管的影响等；在燃气管道防腐中，主要是对管道表面进行涂层防护，再使用阴极保护的方法作为附加性的防腐；为了能够不断提高埋地管道的防腐能力，应当积极开发新的防腐材料和防腐技术，进而确保埋地管道能够实现安全平稳运行。

参考文献

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