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摘要:埋地钢质输油管道是现在长距离石油运输的主要方式。而腐蚀是钢质管道主要的破坏形式。为了保证输油管道的正常使用和寿命，有必要研究埋地钢质输油管道发生防腐破坏的机理，从而找到管道防腐的技术措施。着重阐述了管道的腐蚀机理以及常用的管道防腐技术措施。
关键词：钢质；输油管道；腐蚀；防腐
1前言
石油管道的成本相对较低，极具安全性，又能够避免外部气候因素对石油运输产生影响。但是，石油埋地管道的特性及工作环境决定了它容易发生腐蚀，使石油运输过程中的安全性难以保障，并带来相应的经济损失。相关负责人要结合具体的石油运输情况，及时发现埋地管道腐蚀问题，予以解决，以营造良好的石油运输环境。
2石油埋地管道防腐的重要性
石油管道以钢制结构居多，它容易受运输时间和外部环境影响，发生腐蚀。石油埋地管道一经腐蚀，不仅影响外形和色泽，更会干扰其机械性能。并且长期被腐蚀，会缩短使用年限，影响石油等物资的质量，甚至发生泄漏问题，对环境产生严重污染。石油埋地管道腐蚀背景下产生的经济问题和环境问题是双向的。相关部门要对石油埋地管道腐蚀问题具备清晰的认知，对其腐蚀原因进行分析，并提出具体解决方法，延长石油埋地管道使用寿命，确保石油输送工作顺利进行。
3石油埋地管道腐蚀问题分析
3.1化学腐蚀
化学腐蚀即石油管道与外界发生化学反应，引发腐蚀问题。金属管道长期与空气接触，容易发生化学反应，使金属表面物质变形。而金属管道处于潮湿高温环境下，容易出现脱碳问题，使石油管道运输不够安全。液体流经管道，也容易对管道产生腐蚀。石油埋地管道化学腐蚀问题严重，且没有位置限制。
3.2电化学腐蚀
电化学腐蚀多发生在电解质液体中。湖泊中富含空气，如果金属管道经过湖泊，会使水中电解质溶液形成水膜，进而与金属管道发生电化学反应，使金属基本性质发生变化，削弱管道刚性。土壤中的电化学腐蚀分为两类：
3.2.1微电池腐蚀
由于金属表面上相距仅为几毫米甚至几微米的阳极和阴极许多微小的电极所组成的原电池产生的腐蚀称为微电池腐蚀。其外形特征十分均匀，属于均匀腐蚀。由于微阳极与微阴极相距非常近，故微电池腐蚀的速度不依赖于土壤电阻率，仅决定于微阳极和微阴极的电极过程。同化学腐蚀一样，微电池腐蚀对埋地钢质输油管道的危害较小。
3.2.2宏电池腐蚀
由相距几厘米甚至几米的阳极区和阴极区所组成的宏电池作用产生的腐蚀称为宏电池腐蚀。其外形特征极不均匀，属于局部腐蚀。由于阳极区与阴极区相距较远，土壤介质电阻在腐蚀电池回路总电阻中占相当大比例，因此宏电池腐蚀的速度除与阳极和阴极的电极过程有关外，还与土壤电阻率有关。若土壤的电阻率大，则宏电池腐蚀的速度降低。宏电池腐蚀会在埋地钢质输油表面出现的点状、斑块状、坑状、孔穴状或沟槽状等的腐蚀形态使管壁局部变薄而产生损坏，故其危害相当大。
3.3微生物腐蚀
微生物腐蚀即外来细菌或真菌等微生物对石油埋地管道产生侵蚀。金属管道的主要运行环境是地底，管道周围往往会聚集大量微生物，会被地底的亚硫酸盐破坏，腐蚀管道。该种情况下，需要立即对石油埋地管道进行更换。
4石油埋地管道防腐技术
4.1涂层防腐
涂层即是涂料抹在金属管道外部，将涂层作为金属管道保护层。涂层之前，需要对金属管道表面的锈迹进行清理，确保金属表面清洁，可延长涂层使用期限。涂层主材料是沥青，当前主要有四种先进的涂层技术：（1）防腐层是3E层，在内层、中间层和外层分别应用环氧粉末、胶黏剂和聚乙烯。它具有较好的机械性，防腐性能也有所提高。（2）将无机材料作为防腐涂层，它具有较好的耐腐蚀性和耐磨性。（3）涂层为纳米改性材料，借助纳米技术，不断提高有机材料和无机材料性能，使其具备较好的防腐性。（4）在内层涂抹无溶剂作为防腐涂层。长期运输环境下，石油会对管道内壁产生腐蚀，可以借助无溶剂将杂质对管道的伤害降到最低。
4.1.1沥青类防腐层
应用最多的沥青类防腐层石油沥青，其次是煤焦油瓷漆。石油沥青防腐层适用于各种条件下的防腐层等级与结构，只有使用正确且与阴极保护协同作用就可确定良好的效果。煤焦油瓷漆防腐性能优良，经济实用，特别适合沙漠和盐沼等环境，原来我国西部油田采用此法很多。沥青类防腐层由于环境污染等问题在新建管线中应用较少。
4.1.2合成树脂类防腐层
合成树脂类防腐层从外观和性能上都优于沥青类防腐层。其中常用的为烧结环氧粉末涂层。烧结环氧粉末防腐层是一种完全不含溶剂、以粉末形态喷涂并熔融成膜的新型涂层。与传统的溶剂型防腐涂层相比，环氧粉末不仅避免了溶剂污染，而且还具有涂敷方便、固化速度快以及性能优异等优点，适用于大多素土壤。正确使用此防腐层可使得埋地管道的寿命到达几十年。
4.1.3聚氯脂防腐层
聚氨基甲酸酯涂料简称聚氨酯涂料，其以聚氨基甲酸酯树脂为主要成膜材料，具有良好的耐蚀、耐磨、耐油，涂层韧性好、附着力强，最高耐热温度达155℃。缺点是对阴极保护电流的要求非常低，涂敷过程中对湿气和潮气很敏感，需要用专门的涂敷设备等。
4.2电化学防腐
如前所述，电化学腐蚀更普遍、易发生、危害大。因此，要引起高度重视。一般来讲，埋地管道的表面会添加防腐层，如若防腐层发生破损而与土壤接触，从而很容易导致发生局部的电化学腐蚀，是局部管壁变薄而破坏。先有的探测手段是能够发现防腐层破损的，这样在防腐层产生破损后就可以使用电化学的方法对埋地管道进行保护。因此电化学方法经常作为防腐蚀层的补充手段，两者有机结合就可以起到有效地阻止金属管道的腐蚀的效果。常用的电化学防腐方法有：
4.2.1强制电流保护
强制电流保护是用外部的直流电源作为极化电源，管道接电源负极，辅助阳极接电源正极，在电流作用下，是管道发生阴极极化实现对阴极的保护。此法的辅助阳极多为高硅铸铁、石墨和废钢等。强制电流法是目前长距管道最主要的保护方法。此法优点是控制灵活、适合苛刻的复杂腐蚀条件，保护范围广；缺点是一次性投资大，有较强的电磁污染。
4.2.2牺牲阳极保护
在电化学腐蚀中，阴极不腐蚀，而阳极被腐蚀。牺牲阳极保护即利用此原理，以牺牲阳极为代价，来保护作为阴极的埋地管道。为了有效的实现防腐，牺牲阳极不仅仅在开路状态有足够的负自然腐蚀电位，而且在闭路状态有足够的工作电位，从而保证在工作时有足够的驱动电压。在埋地管道中常用的阳极材料有镁及镁合金、铝及铝合金。其优点即为强制电流保护的确定，故适用于无电源地区和规模小、分散的对象。
4.2.3杂散电流排流保护
杂散电流是一种因外界条件影响而产生的一种电流。如：由于电气化铁路、矿山、工厂等各种用电设备接地与漏电，在土壤中就会形成杂散电流。当土壤中有杂散电流存在时，就可以利用排流实现对埋地管道的阴极极化，从而保护埋地管道不发生电化学腐蚀。但排流保护收到杂散电流的限制。通常分为直接排流、强制排流和极化排流三种形式。各种形式都有局限性，因此，最好埋地管道能够原理杂散电流产生源。
5结语
综上所述，石油管道是石油的主要运输界面，其防腐问题亟待解决。现代化进程的加快，使我国石油埋地管道防腐蚀技术取得了突破性进展。技术人员要结合石油埋地管道技术，对其腐蚀问题及原因进行具体分析，并采取涂层防腐、阴极保护技术、缓蚀剂和补口技术等，对石油运输管道中存在的问题进行针对性解决，提高石油运输质量及效益，推进我国石油产业快速发展。
参考文献:
[1]白琛，俄海恩.埋地钢质输油管道的腐蚀与防腐技术探析.化工管理，2014，（36）：51.
[2]马树锋.埋地管道的腐蚀与防护.全面腐蚀控制，2014，（09）：3134.