油气储运中的管道防腐措施研究

油气管道长时间处于复杂的腐蚀环境当中，土壤的理化性质、输送介质的组分以及温度压力等操作条件共同构成了腐蚀发生的基础条件。腐蚀控制已然成为储运系统完整性管理的核心部分，贯穿于管道从设计到施工再到运行的整个生命周期，研发高效且可靠的防腐技术对于延长管道的服役年限以及保障能源供应安全有着极其关键的作用。

一、油气储运中压管道的腐蚀机理

原油的构成较为复杂，其中涵盖水、硫离子、铁离子以及各类盐分等有腐蚀性的杂质，在蒸汽伴热的条件之下，管线的温度保持在5 至68^∘C 之间，以此来保证原油有良好的流动性，而这样的温度范围促使H₂S、 CO₂ 等酸性气体在液相中的溶解速度加快，与管壁金属产生电化学腐蚀反应。在多相流态的情况下，原油会形成强烈的紊流，不断冲击金属表面，破坏由缓蚀剂所形成的保护膜，引发较为严重的冲蚀腐蚀现象。此外，老旧的输油管线以及伴热管线的外防护层出现了破损，土壤中的Cl-、SO₄2- 等电解质直接与金属表面接触，形成宏观电池腐蚀。在冬季蒸汽伴热全负荷运行的时候，温度变化与介质腐蚀性共同发挥作用，使管体穿孔与泄漏风险进入高发期[1]。

二、油气储运中的管道防腐措施

（一）耐蚀材料与涂层优化

在原油组分呈现出复杂多变的态势，且蒸汽伴热致使运行温度出现波动的这样一种背景状况下，材料的挑选以及涂层保护共同构建起了防腐工作的第一道防线。面对油品调合中心老旧管线的内壁，其面临着H2S、CO2、多种盐分以及高温水的综合腐蚀作用，而外壁又因防护层出现破损遭受土壤电解质的侵蚀，采用升级之后的耐蚀材料并且对涂层体系加以优化。对于新建或者是更换的管段而言，可以优先考虑选用耐蚀合金钢。例如内部含有铬、钼等合金元素的钢材，这些合金元素可有效地形成致密的钝化膜，提升管线基体对于硫化物、氯化物应力腐蚀开裂以及均匀腐蚀的抵抗能力。对于已经建成的规模庞大的管网体系来说，全面更换材质在经济性方面较差，内衬涂层技术就成为关键手段。可以采用高温环氧酚醛、改性环氧树脂或者双组分液体环氧等有高性能的内涂层，这类涂层有优异的化学惰性、较高的附着力以及耐温性能，可有效地隔绝腐蚀介质与管壁金属之间的接触，还可减小管内壁的粗糙度，降低流体输送时的阻力[2]。

此外，对于外壁防腐层的修复与优化，要结合冬季蒸汽伴热全开时温度较高的工况来选择耐热老化性能优异的材料。传统石油沥青涂层耐温差且易老化，可更换为三层聚乙烯加强级防腐层或者环氧粉末涂层，FBE 涂层有很好的耐温性和附着力，3PE 能提供优异的机械保护性能，二者结合可有效抵御土壤应力、水分以及Cl-、SO42- 的侵蚀。施工时要严格执行表面处理标准，达到 Sa2.5 级的除锈要求，保证涂层与基体100% 结合，防止产生针孔或剥离。

（二）阴极保护与排流技术协同

为了填补涂层或许存在的不足并给予其周全的防护保障，阴极保护技术跟排流措施共同构成了地下以及水下金属管道防腐必不可少的“第二道屏障”。考虑到油品调合中心区域地下金属管网密集、杂散电流干扰源众多且冬季伴热系统满负荷运行可能会改变地电场分布的特性，要施行协同化的阴极保护与排流方案。对于长输管线而言，应优先选用外加电流阴极保护系统，借助由恒电位仪、辅助阳极地床所组成的系统，向管道施加负向电流，使整个管体电位极化至低于-0.85V CSE的保护电位，以此抑制宏电池腐蚀的出现，使管道成为阴极获得保护，此系统输出电流可调节，保护范围较大，特别适合老旧长距离管线的防护要求。

然而，在厂区管网情况复杂且交错纵横的区域之中，杂散电流所产生的干扰问题显得格外突出。此类电流有可能流入管道的某一个部位，之后又从另外一个部位流出，在电流流出的部位会引发较为剧烈的电解腐蚀现象，腐蚀的速率要远远高于自然腐蚀的速率。因此，需采用排流技术来与之共同作用，可借助直流去耦合器以及极性排流器等设备，将管道上感应到的杂散电流安全地引导回到其源头或者导入大地，以此来消除杂散电流所带来的危害[3]。

（三）智能缓蚀剂加注系统

由于原油来源呈现出多样化的态势，使得其中腐蚀性物质的浓度以及种类出现频繁波动的情况，以往那种定时定量的缓蚀剂加注模式，已经无法精准地契合实际工况的需求了，开发并且应用智能化的缓蚀剂加注系统，成为控制内腐蚀的一种经济且高效的手段。该系统的核心在于，将实时腐蚀监测数据当作反馈依据，借助智能算法对加注策略进行动态调控，达成精准防腐以及成本优化这两个目标。系统依靠安装在关键管段的设备，如泵出口、混合器后、蒸汽伴热增温段后的在线腐蚀探针以及流体参数传感器，持续收集可反映管内腐蚀速率和介质腐蚀性的多维度数据。

此类实时数据会被传送到中央控制单元，单元里设置的智能分析模型会立刻对数据流展开解析。一旦模型辨认出腐蚀速率超出安全阈值，或者检测到原油组分出现变化，如硫含量、含水率突然升高，又或者因为冬季蒸汽全部打开致使温度上升让腐蚀趋势加剧的时候，系统就会自动触发指令，去调节高压注入泵的频率以及行程，精确地提高加注泵的输出量，将高效缓蚀剂，如成膜型咪唑啉衍生物、季铵盐等注入到管道当中。相反当腐蚀性变弱时，系统就自动减少加注量，防止药剂被浪费。

（四）多相流腐蚀监测与预警

原油输送本质上是油、水、气、砂等多相混合流态，其流态对腐蚀过程有决定性作用，特别在紊流区、气液交界处以及低流速积水区，腐蚀机理和速率差异明显。因此，建立一套全面的多相流腐蚀监测与预警体系是达成管道完整性管理的关键所在。该体系凭借对流态与腐蚀协同监测，提前识别高风险点，为维护决策提供预警。体系构建依靠多参数传感网络部署，在管道沿线关键节点，应安装腐蚀探针，还需集成多相流检测仪表，如用超声波流量计测量流速和识别流型，用伽马密度计区分相分含率，共同描绘出管道内部流动状态图谱。

凭借对腐蚀数据以及多相流参数展开关联性分析并进行大数据建模，系统可精确地定位出腐蚀高风险区域。例如，识别出因为流速过高或者流向发生改变产生的持续紊流区域，在这个区域缓蚀剂膜容易被冲刷剥离；或者可识别出低流速管段，其底部容易积水，形成滞留区域，引发较为严重的局部腐蚀情况。系统平台可依据历史数据以及实时趋势来设定多级报警阈值，当监测指标偏离正常范围并且预示着腐蚀加速的时候，便会自动发出早期预警。预警信息可指示腐蚀风险，还可以关联到成因，如“3 号管段流速异常升高，同时冲蚀腐蚀速率加剧”或“5号管段底部含水率积聚，局部腐蚀风险等级提高”，使运维人员可有针对性地采取措施，及时采取调整流速、清管作业、针对性加强局部加注或者计划性停机检查等行动，变被动应对为主动防控，最终构建起一个基于数据的、闭环的管道腐蚀管理生态系统，较大提升老旧管线在苛刻运行条件下的安全性与可靠性。

结束语：

面对复杂且不断变化的腐蚀环境，需将耐蚀材料、涂层保护、阴极保护、智能加注以及在线监测等技术进行有机整合，以此构建起有系统性的防腐体系。借助多种措施协同防控以及全生命周期管理，才可有效提高管线可靠性，为能源稳定供应奠定坚实基础。

参考文献：

[1] 王泽淼 . 油气储运中的管道防腐问题分析 [J]. 石油和化工设备 ,2025,28(08):229-232.

[2] 刘得欢 . 油气储运中的管道腐蚀问题及防腐措施 [J]. 全面腐蚀控制 ,2024,38(11):180-183.

[3] 李强 . 管道防腐技术在油气储运中的全程应用 [J]. 当代化工研究 ,2022,(04):81-83.