论文部分内容阅读
[摘 要]随着我国工业化进程的不断加快，社会生产力的不断进步，能源资源消耗和需求也变得越来越大。由于油气资源的分布很不均匀，且主要分布在人烟稀少的地方，因此需要将油气资源从油气田运输出来。在实际应用中，石油和天然气运输主要是利用管网来完成油气资源运输。埋在地下的长输管线可能会由于时间太久导致管道老化，从而影响到油气资源的运输。本文通过对埋地的管网产生腐蚀现象的因素进行了分析，并探讨了腐蚀防护技术，对相应的防护措施进行了研究探讨。
[关键词]油气，管网，防腐，技术
中图分类号：TE988.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0016-01
近几年来，随着我们国家对油气资源需求的日益增长，油气资源的运输已经成为了一个重要的环节，它保证了油气资源从油气田高效、安全、快速的输送到全国各地，为全国各地的能源提供保障。一般情况下，远距离的油气运输使用管网来完成，在这个运输过程中，管网的防腐蚀工作需要我们格外地重视。本文主要对油气管网防腐技术进行了研究。
一 油气管网的腐蚀因素分析
在目前工业中使用的材料包括金属或非金属材料，但是无论哪种材料都会受到不同程度的腐蚀。绝大多数的管网是由金属制成的，大多数金属材质是金属化合物的形式。由于金属元素比它们各自对应的化合物含有更多的自由能，因此可以自发地向着其更稳定、更稳定、更自然的形态发展，例如氧化物、硫化物、碳酸盐和其他化合物。腐蚀现象其实就是在这一自发转变的过程中发生。
1.土壤的孔隙度
那些像干燥、疏松的砂等具有很大的孔隙的土壤，更有利于氧气的渗透和扩散，而且在这种土壤中的水分很难去保持。那些像潮湿、密实的粘土等具有小的孔隙的土壤，由于孔隙小，因此其渗透性差，有利于土壤中水分的保持。
2.土壤含水量
土壤中存在着多种形式的水分，其中一些是紧密附着于固体颗粒，一些是微孔隙中的一些流动或与土壤成分的组合的水分。当含水量达到一定程度，土壤当中的可溶性盐会溶于水中，形成电解液。水分含量对土壤腐蚀有很大影响，当水分含量很低时，腐蚀速率很低。随着土壤中的含水量的增加，土壤中可溶性盐的溶解量将会增加，因此会提高腐蚀速率。如果水分含量太高，会使土壤颗粒膨胀并且会堵塞土壤的孔隙，使得氧气在土壤中的含量降低降低腐蚀速率。
3.土壤含盐量
土壤中含有多种无机盐，一般为硫酸盐、硝酸盐和氯化钠等几种主要的无机盐，且它们之中大多数盐是可溶的。一般情况下，阳离子不会有腐蚀效果（Fe2+除外）。硫酸根离子，亚硝酸根离子以及氯离子等阴离子，对管网有着较强的腐蚀性。因此，靠近海潮带或近盐的土壤，腐蚀性较强。由于土壤含盐量大，因此土壤电导率增加，使得土壤的腐蚀性提高。含有钙、镁离子等石灰土壤的酸性土壤，由于不溶性氧化物或碳酸盐保护层的表面形成金属而降低了腐蚀。
4.土壤的导电性
土壤电导率受土壤，水含量和盐含量，像沙土那种孔隙大的土壤的透水性较好；像粘土的那种土壤孔隙小有利于保持含水量。如果土壤当中的溶解的可溶性盐溶性较多，那么它的导电性就好，且具有较强的腐蚀性。特别是对于长距离的宏观电池腐蚀，影响更为显著。一般来讲，低洼地和盐碱地都有较强的导电性，会对长运输管道造成腐蚀。
5.油气与油气长输管的反应
在运输的过程中，由于在油气资源当中含有一些氧化性物质，该类物质会与管网的材料产生类似原电池的电化学反应和破坏金属晶格的化学反应，从而对管道内壁造成腐蚀。
二 油气管网的防腐蚀技术研究
1防腐层的应用
防腐蚀涂层是对不同材料的特性进行综合应用，能够延长材料的使用寿命的防腐蚀方法。针对那些不尽相同的介质条件，主要是在金属表面敷上非金属材料。近年来，我国防腐涂料技术发展迅速。三层聚乙烯涂层，熔结环氧以及煤焦油搪瓷漆等管道涂层材料被广泛使用。在我国的西气东输以及其他重要管道项目基本上都采用的是三层聚乙烯防腐层；三层聚乙烯在四川重庆天然气管道中广泛应用；距离较短且变化频繁的站管道，通常直接在支管的部分上面使用聚乙烯胶粘带来包裹；双层熔结环氧粉末涂料技術已广泛地应用于冷弯薄壁管的防腐蚀。
2电化学保护法
电化学保护是一种腐蚀保护技术已经得到了广泛的应用，它是利用外部电流来使金属电位产生变化，降低腐蚀速率的一种技术。根据电位变化的方向，可以将电化学保护技术分为阴极保护技术和阳极保护技术。当两种不同的金属丝浸在液体中时并且连接成回路时，一端的金属的腐蚀被促进而另一端金属的腐蚀速度减慢。这是最早的阴极保护原理。目前，结合阴极保护技术和防腐层的技术是一种用于埋地管道防腐蚀技术，取得了良好的效果。
3缓蚀剂的应用
缓蚀剂作为一种防腐蚀技术，在近年来得到了迅速的发展，主要用于对单一钢铁以及其他有色金属及其合金进行保护。而且其应用范围也逐渐扩大，由原来的钢铁酸洗到现在在石油开采，运输，炼油，化学清洗，工业循环冷却水，城市水，锅炉水处理、防锈油，切削液，防冻，防锈包装，防锈漆等。油气资源中含有腐蚀性介质，因此在一定程度上会对油气管道内壁进行腐蚀。目前，国内的科研人员已对油气管道的内部防腐问题进行了深入的研究，并且取得了一定的成效。例如，西南油气田分公司开发了一种适用于油气管道的新型缓蚀剂，该产品在油气管道使用后，通过在线监测系统的监测评价，验证了这种缓蚀剂对于油气管道内壁腐蚀问题的抑制作用。目前，产品已进入国际市场，用于苏丹GNPOC石油和天然气领域的防腐工程。
三 结语
随着石油和天然气在能源领域的地位日益提高，对于管网的腐蚀防护将成为降低经济损失的重要措施。虽然我国在管网防腐技术方面取得了一些成绩，但与国际先进水平相比有较大差距，主要表现为管道质量不稳定、防腐蚀的涂层价格高且在国际上没有竞争力。因此，我们要加强以下工作：一是要对科研的投入加大力度。积极促进我国防腐材料和防腐技术的研究与发展；二是加强质量检验。一定要建立管道防腐蚀的质量检验体系，及时地对管道的地质环境、管道涂层效果和管道电化学保护性能进行解和检验。由于埋地的管网的防腐保护与整个管道工程的安全性有关，因此在石油和天然气管道项目中，防腐蚀保护必须严格按照施工安全质量控制的有关规定，加强检查并进行不定期抽查，否则会因为疏忽而造成的不必要的大量的经济损失。
总之随着材料科学以及涂层等方面的进步，以及相关科研单位对油气管网防腐蚀的重视，将在很大程度上促进为管网的防腐技术的发展。
参考文献
[1]辛书勤.浅析国际油气长输管道防腐技术[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（12）.
[2]孙德胜.油气长输管道外防腐技术之我见[J].中国化工贸易，2015，（10）.
[3]李伟.浅谈油气长输管道防腐施工质量关键控制环节[C].2013年9月建筑科技与管理学术交流会论文集2013.
[关键词]油气，管网，防腐，技术
中图分类号：TE988.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0016-01
近几年来，随着我们国家对油气资源需求的日益增长，油气资源的运输已经成为了一个重要的环节，它保证了油气资源从油气田高效、安全、快速的输送到全国各地，为全国各地的能源提供保障。一般情况下，远距离的油气运输使用管网来完成，在这个运输过程中，管网的防腐蚀工作需要我们格外地重视。本文主要对油气管网防腐技术进行了研究。
一 油气管网的腐蚀因素分析
在目前工业中使用的材料包括金属或非金属材料，但是无论哪种材料都会受到不同程度的腐蚀。绝大多数的管网是由金属制成的，大多数金属材质是金属化合物的形式。由于金属元素比它们各自对应的化合物含有更多的自由能，因此可以自发地向着其更稳定、更稳定、更自然的形态发展，例如氧化物、硫化物、碳酸盐和其他化合物。腐蚀现象其实就是在这一自发转变的过程中发生。
1.土壤的孔隙度
那些像干燥、疏松的砂等具有很大的孔隙的土壤，更有利于氧气的渗透和扩散，而且在这种土壤中的水分很难去保持。那些像潮湿、密实的粘土等具有小的孔隙的土壤，由于孔隙小，因此其渗透性差，有利于土壤中水分的保持。
2.土壤含水量
土壤中存在着多种形式的水分，其中一些是紧密附着于固体颗粒，一些是微孔隙中的一些流动或与土壤成分的组合的水分。当含水量达到一定程度，土壤当中的可溶性盐会溶于水中，形成电解液。水分含量对土壤腐蚀有很大影响，当水分含量很低时，腐蚀速率很低。随着土壤中的含水量的增加，土壤中可溶性盐的溶解量将会增加，因此会提高腐蚀速率。如果水分含量太高，会使土壤颗粒膨胀并且会堵塞土壤的孔隙，使得氧气在土壤中的含量降低降低腐蚀速率。
3.土壤含盐量
土壤中含有多种无机盐，一般为硫酸盐、硝酸盐和氯化钠等几种主要的无机盐，且它们之中大多数盐是可溶的。一般情况下，阳离子不会有腐蚀效果（Fe2+除外）。硫酸根离子，亚硝酸根离子以及氯离子等阴离子，对管网有着较强的腐蚀性。因此，靠近海潮带或近盐的土壤，腐蚀性较强。由于土壤含盐量大，因此土壤电导率增加，使得土壤的腐蚀性提高。含有钙、镁离子等石灰土壤的酸性土壤，由于不溶性氧化物或碳酸盐保护层的表面形成金属而降低了腐蚀。
4.土壤的导电性
土壤电导率受土壤，水含量和盐含量，像沙土那种孔隙大的土壤的透水性较好；像粘土的那种土壤孔隙小有利于保持含水量。如果土壤当中的溶解的可溶性盐溶性较多，那么它的导电性就好，且具有较强的腐蚀性。特别是对于长距离的宏观电池腐蚀，影响更为显著。一般来讲，低洼地和盐碱地都有较强的导电性，会对长运输管道造成腐蚀。
5.油气与油气长输管的反应
在运输的过程中，由于在油气资源当中含有一些氧化性物质，该类物质会与管网的材料产生类似原电池的电化学反应和破坏金属晶格的化学反应，从而对管道内壁造成腐蚀。
二 油气管网的防腐蚀技术研究
1防腐层的应用
防腐蚀涂层是对不同材料的特性进行综合应用，能够延长材料的使用寿命的防腐蚀方法。针对那些不尽相同的介质条件，主要是在金属表面敷上非金属材料。近年来，我国防腐涂料技术发展迅速。三层聚乙烯涂层，熔结环氧以及煤焦油搪瓷漆等管道涂层材料被广泛使用。在我国的西气东输以及其他重要管道项目基本上都采用的是三层聚乙烯防腐层；三层聚乙烯在四川重庆天然气管道中广泛应用；距离较短且变化频繁的站管道，通常直接在支管的部分上面使用聚乙烯胶粘带来包裹；双层熔结环氧粉末涂料技術已广泛地应用于冷弯薄壁管的防腐蚀。
2电化学保护法
电化学保护是一种腐蚀保护技术已经得到了广泛的应用，它是利用外部电流来使金属电位产生变化，降低腐蚀速率的一种技术。根据电位变化的方向，可以将电化学保护技术分为阴极保护技术和阳极保护技术。当两种不同的金属丝浸在液体中时并且连接成回路时，一端的金属的腐蚀被促进而另一端金属的腐蚀速度减慢。这是最早的阴极保护原理。目前，结合阴极保护技术和防腐层的技术是一种用于埋地管道防腐蚀技术，取得了良好的效果。
3缓蚀剂的应用
缓蚀剂作为一种防腐蚀技术，在近年来得到了迅速的发展，主要用于对单一钢铁以及其他有色金属及其合金进行保护。而且其应用范围也逐渐扩大，由原来的钢铁酸洗到现在在石油开采，运输，炼油，化学清洗，工业循环冷却水，城市水，锅炉水处理、防锈油，切削液，防冻，防锈包装，防锈漆等。油气资源中含有腐蚀性介质，因此在一定程度上会对油气管道内壁进行腐蚀。目前，国内的科研人员已对油气管道的内部防腐问题进行了深入的研究，并且取得了一定的成效。例如，西南油气田分公司开发了一种适用于油气管道的新型缓蚀剂，该产品在油气管道使用后，通过在线监测系统的监测评价，验证了这种缓蚀剂对于油气管道内壁腐蚀问题的抑制作用。目前，产品已进入国际市场，用于苏丹GNPOC石油和天然气领域的防腐工程。
三 结语
随着石油和天然气在能源领域的地位日益提高，对于管网的腐蚀防护将成为降低经济损失的重要措施。虽然我国在管网防腐技术方面取得了一些成绩，但与国际先进水平相比有较大差距，主要表现为管道质量不稳定、防腐蚀的涂层价格高且在国际上没有竞争力。因此，我们要加强以下工作：一是要对科研的投入加大力度。积极促进我国防腐材料和防腐技术的研究与发展；二是加强质量检验。一定要建立管道防腐蚀的质量检验体系，及时地对管道的地质环境、管道涂层效果和管道电化学保护性能进行解和检验。由于埋地的管网的防腐保护与整个管道工程的安全性有关，因此在石油和天然气管道项目中，防腐蚀保护必须严格按照施工安全质量控制的有关规定，加强检查并进行不定期抽查，否则会因为疏忽而造成的不必要的大量的经济损失。
总之随着材料科学以及涂层等方面的进步，以及相关科研单位对油气管网防腐蚀的重视，将在很大程度上促进为管网的防腐技术的发展。
参考文献
[1]辛书勤.浅析国际油气长输管道防腐技术[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（12）.
[2]孙德胜.油气长输管道外防腐技术之我见[J].中国化工贸易，2015，（10）.
[3]李伟.浅谈油气长输管道防腐施工质量关键控制环节[C].2013年9月建筑科技与管理学术交流会论文集2013.