油气集输系统腐蚀类型与化学防护措施综述

冯小英 1 张蕾 2 卢庆梅 2

2.大庆油田有限责任公司第八采油厂 黑龙江省大庆市 163000

摘要：腐蚀是石油工业生产过程中必须面对并需要有效解决的问题之一。据不完全统计，腐蚀造成的各种损失占到世界GDP的2%以上；因腐蚀造成的设备、管道及材料损坏而产生的废金属，占年度金属总产量的30%以上。对于某些特殊油田，腐蚀是否得到有效控制，甚至成为制约油田安全、正常生产的关键因素。在石油行业，腐蚀以及其控制技术越来越被广泛重视，并得到了长足的发展。鉴于此，本文对油气集输系统腐蚀类型与化学防护措施进行分析，以供参考。

关键词：腐蚀；缓蚀剂；性能评价；腐蚀类型

引言

腐蚀是石油工业中必须有效解决的安全问题，其中缓蚀剂是最快捷、有效的方法之一。缓蚀剂的性能应该从多方面进行评价，尤其需要重点关注局部腐蚀问题。缓蚀剂的成膜性及膜的性能，是缓蚀剂效果的主要影响因素。仿真模拟评价，是指导缓蚀剂现场生产最科学、有效的方法。

1油气管道腐蚀的分类

油气资源的输送离不开安全、可靠的油气管道，但腐蚀现象伴随在油气开采的整个阶段。油气管道产生腐蚀的类型比较多，一般可以根据腐蚀环境、具体的形成过和生成机理划分成两大类。环境条件导致的腐蚀主要有化学介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀等，以腐蚀形成过程和生成机理可分成电化学腐蚀、物理腐蚀等。电化学腐蚀是由于油气管道和输送介质相互作用产生电流导致的腐蚀，物理腐蚀是由于存在物理溶解而形成的腐蚀，化学腐蚀的出现是因为油气管道和非电解质相互间产生化学反应而引起的腐蚀。油气管道出现电化学腐蚀的概率很大，纯化学腐蚀并不多见。

2油气管道外腐蚀特点

采取埋设方式的油气管道，土壤内化学物质及地下水会对油气管道外壁产生腐蚀，再加上杂散电流、宏观电池等因素会加重管道的外腐蚀。架设方式的油气管道会受到空气中的氧气、二氧化碳及水分等成分共同作用，会出现管道外腐蚀现象，管道表面出现铁锈等物质，如果不及时进行处理，腐蚀范围会进一步扩大，必须要采取有效的防腐蚀措施。

3当下常见的管道内腐蚀检测技术介绍

3.1漏磁检测技术

漏磁检测技术是基于钢管类磁性材料的高导率这一特性来实现的。钢管内因为腐蚀而产生的缺陷处的磁导率是远远小于完好处的磁导率，钢管在外部磁场的作用下被磁化，当钢管内没有缺陷的时候，磁力线会均匀分布，而当钢管内产生缺陷的时候，磁力线会弯曲，通过此种原理来判断钢管内是否存在腐蚀。该种技术操作非常简单，且检查费用比较低，与其他的常规检测方式相比，磁漏检测技术的量化检测结果精准度较高，可以实现对管道内的持续监测。但是该种检测技术还存在着一定的缺点，如磁漏检测技术对于轴向缺陷的敏感性不高，因此，也很难实现对于轴向缺陷一类缺陷的检测[1]。

3.2电阻探针法

金属试件因为腐蚀的作用，其横截面积会逐渐的减少，使得电阻逐渐增大，电阻探针法就是通过测量金属试件在腐蚀过程中的电阻变化来对腐蚀速率和腐蚀量进行计算的，是一种有效检测设备腐蚀情况的间接方式。通过电阻探针法可以对管道内的腐蚀状况进行实时的监测，可以准确的反映出管道内的腐蚀速率，其具有检测时间短、准确率高的优点，此外，还可以实现在线监测，非常方便[2]。但是电阻探针法也有一定的缺点，那就是该法非常容易受到环境和温度的影响，造成检测结果的误差，所以需要采用温度补偿原件，以保障检测结果的准确性。

4当下油气管道内腐蚀检测技术中存在的问题

油气管道的测量目标是在一种经常幻化且比较繁琐的环境内，在检测过程中，很容易受到各种外界和内界因素的影响，从而导致检测结果变得不够精确。我国的天然气资源中，大部分天然气气田都含有大量的二氧化碳和硫化氢，且在开采过程中会将氧气带入到天然气中，会造成油气管道的腐蚀。但是当前国内外所应用的管道检测技术并不是万能的，不能够实现对管道内缺陷、破损位置、破损程度等等进行精确的稳定的检测，关键的检测设备需要通过更先进的技术进行改进。此外，各种检查器械的供应商都为商家内在的保密策略对油气管道内的检测结果开展解释，在这样的状况之下，也对管道内检测技术的发展形成了一定的制约。因此，建立和研发一种综合管道检测技术是当下和未来国内外在管道检测过程中急需要解决的一大难题。

5腐蚀的化学防护

5.1缓蚀剂作用机理

按适用环境及主要作用机理，可分为复合型缓蚀剂和成膜型缓蚀剂。复合型缓蚀剂：包括阻垢缓蚀剂、杀菌缓蚀剂等。这类药剂主要针对某些特定腐蚀介质，如，腐蚀介质存在严重的结垢趋势，且腐蚀以垢下腐蚀为主时，宜选用阻垢缓蚀剂，其主要作用是通过阻垢减少垢的形成，进而起到缓蚀作用，该类缓蚀剂亦应有成膜组分，对其他腐蚀介质有缓蚀作用；杀菌缓蚀剂，则主要解决由于细菌引起的腐蚀问题。该类药剂具有一剂多效的功能。成膜型缓蚀剂：成膜是缓蚀剂作用的最基本原理。即缓蚀剂加入腐蚀介质后，能够在金属表面形成吸附牢固、结构稳定的保护膜，阻止腐蚀介质与金属的接触，起到缓蚀作用。

5.2缓蚀剂评价

（1）成膜性：在SY/T5273-2000版本中，有专门的成膜性评价方法，但在2014版本中删除了该内容。作为评价缓蚀剂作用机理的直接表现形式，在实际的缓蚀剂研发过程中，应该采用该方法对缓蚀剂的成膜性进行评价，重点评价成膜的完整性、致密性和牢固程度。以此评价结果，可有效地针对不同的金属材质，研发适用的缓蚀剂产品。

（2）仿真模拟评价：腐蚀特性除与腐蚀介质、缓蚀剂性能直接相关外，生产操作参数对腐蚀亦有着重大的影响。其中，腐蚀介质的流动状态、流体冲刷、管线及设备的不同位置等，都会对腐蚀性能产生重大影响。该评价结果，不仅是缓蚀剂性能的相对评价，且与生产系统的真实腐蚀情况具有很高的吻合性。迪威尔公司首次公布了有关该方面的研究成果，其建立的仿真模拟评价系统，评价结果与现场实际的腐蚀吻合度达到95%以上。

5.3采用特殊材质管道防腐

根据腐蚀因素分析，钢铁材质的管道极易在使用过程中被腐蚀，所以专家提出了采用合金、不锈钢、玻璃钢、复合管等材料，替代钢铁材质，从而缓解管道内腐蚀的速率和发生的频率。其中，复合管材已得到国外广泛的试用，主要有玻璃钢内衬复合管、陶瓷内衬复合管和双金属复合管。该管材具有耐高温、耐磨损、耐冲击、高强度等优势，但价格相对较高，且工艺复杂。

结束语

我国经济的快速发展离不开充足的能源作为保证，随着油气管道铺设里程的变长，使得管道的腐蚀现象变得愈加严重，会给油气输送企业带来较大的经济损失，出现严重的油气泄漏问题会造成生态环境污染，直接威胁工作人员和附近居民的生命安全。所以，应该结合油气管道腐蚀的具体特点，制定出可行的防腐蚀措施，保证油气管道的安全输送。

参考文献

[1]张宁.油气管道腐蚀检测技术与防腐措施[J].全面腐蚀控制,2018,32(07):108-109.

[2]鄢晨,金庭浩,郑雅慧,王健.油气生产系统中CO_2腐蚀预测及控制措施[J].当代化工,2018,47(06):1235-1238+1242.

[3]张宁.油气管道腐蚀检测技术与防腐措施[J].全面腐蚀控制,2018,32(06):16-17.