做好石油管道的防腐蚀工作,可以提升石油运输的安全性,相应得就可以减少铁路、公路运输的压力,既安全方便,又可以减少资金的花费,为国家和人们带来一定的经济效益。
1 石油管道防腐蚀的重要性
石油管道大多都是以钢材为主要原料来制造的,石油的成分很复杂,管道内部金属材料有的很活泼,比如铁这种金属,会和石油里的硫化物发生化学反应造成腐蚀。而且钢材表面容易受到环境变化的影响,随着时间的推移和环境温度、湿度的变化,管道就可能会发生腐蚀。腐蚀不仅仅只是表现在颜色和外形上,如果腐蚀的时间过长,就会缩短管道的寿命造成管道的变形和损坏等,不能使石油的运输正常安全的进行[1] 。还会造成石油的泄露,给环境造成很大的污染,危害人们的健康。
2 造成石油管道腐蚀的原因
2.1 化学腐蚀
运输石油的管道大多都是以钢铁为原材料制造的,钢铁不属于纯净物质里面含有多种金属和杂质。空气的成分非常复杂,不仅有氧气和二氧化碳,还有氯气和硫化氢,长期暴露于空气之中,金属就会发生硫化反应、氧化反应、氢化反应,造成管道的腐蚀。
2.2 金属材料不均匀性的腐蚀
管道材料会有不均匀性,这些不均匀性会带来电位差,造成对管道的腐蚀。比如经过改造的管道和原管道在组织成分上会有着差异,这样就差生了电位差;同时使用过的管道和没有使用过的新管道也会产生电位差,对管道造成一定的腐蚀。
2.3 电化学腐蚀
电化学反应发生的条件是金属和电解质进行接触,由电化学反应带来的腐蚀就是电化学腐蚀。金属管道的表面具有吸附作用,当管道处于潮湿的空气的时候,金属管道的表面就会轻易得产生极薄的一层水膜,这时候,石油管道表面的金属就会接触到水中的杂质,这样就会产生电化学反应。这时候,金属中的铁就会电解成铁离子,从而进入到水膜之中。发生的电化学反应还会产生多于的电子,在铁离子进入水膜中之后,这些电子就会向杂质移动,最终发生氧化反应形成氢氧化铁吸附在金属的表面,形成红褐色的铁锈这也是管道被慢慢腐蚀的过程。
2.4 生物腐蚀
运输石油的管道大部分都是埋在地下的,土壤中含有种类丰富的菌类,这些菌类会直接腐蚀管道的表面,而且,菌类不是独居的,他们中的大部分会群居在某一个地方,集中腐蚀管道的某一个区域。生物的腐蚀具有腐蚀面积大和腐蚀速度快等特点,也是管道腐蚀的原因之一。
3 石油管道的防腐蚀策略
石油管道的防腐工作开展有很多种方法,每种方法都能取得一定的成果,下面我们分别从缓蚀剂法、阴极保护法、涂层外防腐法、以及内层防腐法四种方法来进行介绍说明。
3.1 使用缓蚀剂
缓蚀剂是专门防腐蚀的,在油气中混入缓蚀剂可以起到缓解石油管道的腐蚀。这种方法的特点是使用成本不高而且技术含量也不高。但是这种方法也存在着一些缺点,那就是维护的工作量很大,而且防腐方式的工艺非常复杂。同时,管道的材质还具有多样性的特点,这样,单一的缓蚀剂面对多样的管道就达不到减缓腐蚀的效果,只有多种防腐剂同时投入使用,才能达到理想的效果,这无疑增加了工艺的复杂程度。
3.2 阴极保护措施
阴极保护法有两种具体的保护措施——强制电流保护法和牺牲阳极法。强制电流法的原理是通过外部的电源来对周围的环境进行改变,主要改变的是周围环境的电位,使处于环境中管道的电位一直都低于环境的电位,从而将管道变成整个环境的阴极,使得管道不会因为失去电子而发生电化学的腐蚀。牺牲阳极保护法即牺牲阳极来保护阴极,具体的做法是把具有强还原性的金属当成保护极,再将它和被保护的金属相连,这样就会构成原电池。此时会进行氧化还原反应,而作为负极的还原性强的金属经过反应会被消耗掉,这样就可以保护作为正极的金属,这就是牺牲阳极保护阴极方法的原理。
3.3 涂层外防腐蚀
涂层外防腐法在我国的应用很普遍,这是来源于它的有点——效果好且成本适中。分为无机非金属图层、环氧涂层和改性涂层三种。无机非金属涂层的介质是陶瓷类的,刷于管道的外壁上形成隔离层防治腐蚀。环氧涂层需要复合材料、环氧材料以及粘合剂等,是一种新型的防腐蚀涂料,具有防腐蚀效果好以及能用到各种管道上的优点。改性涂层运用了纳米技术,改进有机和无机涂层,防水防腐蚀效果较强。
3.4 内衬层防腐
内涂层的防护常用的涂层有两种——环氧树脂粉末以及聚乙烯粉末涂层,我们还可以采用整体风送挤涂技术和内穿插技术来进行内衬层的保护。目前还存在着一种新的工艺——耐高温热喷玻璃,这种工艺的原理是隔离管道和管道内部硫化氢或者其他酸性气体的接触,使用隔绝法来防止石油管道遭到腐蚀。除此之外还有表面处理基础等其他的防腐蚀方法。
4 结语
石油管道的防腐工程是一件利国利民的工程,应该投入更大的研究和实验的力度,为国家和人民带来更大的效益。
摘要：石油的运输有多种方式,目前我国采用的主要是效率高、耗能少的管道运输。石油天然气是一种很复杂的物质,具有高能高压、有害有毒、易爆易燃等特点,因此,在采用管道运输的时候一定要保证其安全性。其中,腐蚀就是威胁管道安全的一个重要因素,因此要采用科学的技术和方法来对管道进行管理,重点做好防腐蚀的工作。本文从石油管道防腐的重要性、管道腐蚀的原因、以及如何开展石油管道的防腐工作等方面来探讨研究。
关键词：石油管道工程,防腐蚀,对策
参考文献
[1] 张韩强.我国石油管道工程的防腐技术的探讨[J].中国石油和化工标准与量,2014,12(4):37.