[科普中國(guó)]-管道腐蝕

管道腐蝕是指輸送液體（如：石油及石油產(chǎn)品）的管道因化學(xué)反應(yīng)或其他原因發(fā)生腐蝕而導(dǎo)致管道的老化，主要有吸氧腐蝕、細(xì)菌腐蝕和二氧化硫腐蝕等等多種類型，延緩管道的腐蝕即管道防腐是管道養(yǎng)護(hù)的重要環(huán)節(jié)，也是促進(jìn)管道輸送行業(yè)安全生產(chǎn)的重點(diǎn)之一。

簡(jiǎn)介管道腐蝕是指輸送液體（如：石油及石油產(chǎn)品）的管道因化學(xué)反應(yīng)或其他原因發(fā)生腐蝕而導(dǎo)致管道的老化，主要有吸氧腐蝕、細(xì)菌腐蝕和二氧化硫腐蝕等等多種類型，延緩管道的腐蝕即管道防腐是管道養(yǎng)護(hù)的重要環(huán)節(jié)，也是促進(jìn)管道輸送行業(yè)安全生產(chǎn)的重點(diǎn)之一。1

成因及分類形成原因管道腐蝕，是石油化工行業(yè)中經(jīng)常遇到了問題之一，由于石油及其產(chǎn)品為復(fù)雜的混合物，其中含有酸、堿、鹽以及其他腐蝕性物質(zhì)，外加裸露于露天受到日曬雨淋，因此容易發(fā)生腐蝕反應(yīng)。而且腐蝕之后造成的設(shè)備損壞極易造成安全隱患并引發(fā)事故，每年全世界因各類腐蝕所造成的的損失占總GDP的3%—4%，如何延緩腐蝕，抵御腐蝕已經(jīng)成為一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)和管道輸油行業(yè)的重要課題之一。隨著石油開采量的急劇增長(zhǎng)，現(xiàn)階段不少油田都處于開采的后期， 主力油田都進(jìn)入了高采出比、高含水階段，油田的油水分離難度加大，原油變稠、變重，含水、含鹽增加，硫含量、酸值升高，增加了原油的腐蝕性，對(duì)輸油管道的防腐工作增加了挑戰(zhàn)。

分類與機(jī)理依據(jù)管道腐蝕機(jī)理的不同，管道腐蝕可以分為以下幾種類型：

吸氧腐蝕：石油及其產(chǎn)品中常含有一定的水分，還溶解有氧氣，水中分子氧的腐蝕作用是通過陰極上耗氧反應(yīng)進(jìn)行的。

二氧化硫腐蝕：由于輸送的物料常常含有硫使得管線內(nèi)含硫物將積累變多，而管線底部積水中的二氧化硫?qū)︿摴芸砂l(fā)生酸的再生循環(huán)反應(yīng)。首先由二氧化硫、氧氣、鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，然后硫酸亞鐵水解成氧化物和游離酸，游離酸又加速鐵的腐蝕，生成新的硫酸亞鐵，硫酸亞鐵再水解，如此反復(fù)循環(huán)加速了對(duì)管線底部的腐蝕；

硫化氫腐蝕，石油常常含有大量的硫化氫，硫化氫氣體本身基本上并不對(duì)對(duì)管道造成腐蝕，然而當(dāng)其遇到管線中的水分形成溶液后，便會(huì)電離出氫離子，對(duì)管道進(jìn)行腐蝕，同時(shí)，硫化氫溶液還會(huì)被氧化形成硫酸，加劇對(duì)管道的腐蝕；

二氧化碳腐蝕：大氣降水中含有二氧化碳，二氧化碳溶于水后形成碳酸，碳酸中的酸性對(duì)管道具有腐蝕性，由于多數(shù)管道為鋼鐵材質(zhì)，鋼鐵是鐵碳合金，鐵和碳都能導(dǎo)電，而在相對(duì)活動(dòng)性強(qiáng)的鐵和相對(duì)活動(dòng)性弱的碳之間形成了原電池，在此作用下，腐蝕反應(yīng)速度加快，上述多種腐蝕效應(yīng)都能因此加速進(jìn)行；

細(xì)菌腐蝕，管道內(nèi)存在多種細(xì)菌，細(xì)菌可以代謝鹽類物質(zhì)，使得管道的鐵被腐蝕。1

防腐措施由于管道腐蝕會(huì)造成輸送成本上升甚至發(fā)生泄漏等嚴(yán)重安全事故，因此如何延緩腐蝕即防腐就是管道養(yǎng)護(hù)工作的重要環(huán)節(jié)。管道防腐主要目的是延長(zhǎng)使用壽命，鋪設(shè)方式不同，防腐的要求也不同。

常規(guī)防腐常規(guī)的管道防腐主要有以下幾種方法，合理選材：依據(jù)不同的輸送介質(zhì)和環(huán)境條件選擇不同種類的金屬或者非金屬材料；電極保護(hù)：分為陰極保護(hù)，就是外加直流電源，是原本為陽極的管道金屬本身變?yōu)殛帢O而得到保護(hù)，或者可以將化學(xué)活性相對(duì)更為活潑的一種金屬附加在管道上，使兩者構(gòu)成原電池，此時(shí)更活潑的金屬被腐蝕而管道本身則得到保護(hù)以及陽極保護(hù)，稱為犧牲陽極法。對(duì)于鈍化溶液和易鈍化金屬組成的腐蝕體系，可以采用外加陰極電流的外加電流法，使被保護(hù)金屬設(shè)備進(jìn)行陽極鈍化以降低金屬腐蝕；陽極保護(hù)是把被保護(hù)的設(shè)備接在外加電源的陽極，使金屬表面生成鈍化膜，使金屬設(shè)備得到保護(hù)；介質(zhì)處理：包括除去介質(zhì)中腐蝕性強(qiáng)的成分或調(diào)解其PH值；金屬表面添加防腐涂層（如：油漆）以此隔絕鋼材制管道和空氣中的氧氣接觸，以此達(dá)到保護(hù)效果。

緩蝕劑防腐添加“緩蝕劑”，緩蝕劑是添加于金屬設(shè)備中用于減緩腐蝕的一種專用添加劑，由于用量小、投資省和效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，是目前管道及其他領(lǐng)域防腐技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向，緩蝕劑的防腐蝕原理可描述為反催化，即和化工生產(chǎn)中所使用的催化劑原理相反，緩蝕劑會(huì)提高化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，以此減慢腐蝕反應(yīng)的發(fā)生速度。緩蝕劑防腐具有以下特點(diǎn)：用量小，且濃度一般在10%以下。基本不改變介質(zhì)體系，成本低；緩蝕效率高，可以節(jié)約大量鋼材，提高設(shè)備的使用壽命，如酸洗時(shí)使用緩蝕劑可以使損耗減少90% 以上；使用緩蝕劑防腐，可以使一些先進(jìn)的工藝流程得以實(shí)現(xiàn)；緩蝕劑具有高度的選擇性，不同的腐蝕體系一般應(yīng)選用不同的緩蝕劑配方，甚至同一體系，在溫度、濃度、流速改變時(shí)，所用緩蝕劑也應(yīng)有所不同，因此對(duì)于每一個(gè)具體的腐蝕體系應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)來確定適宜的緩蝕劑種類及濃度，不能套用；緩蝕劑可能隨時(shí)間而消耗，隨介質(zhì)而流動(dòng)，因此緩蝕劑的應(yīng)用場(chǎng)所多限于循環(huán)和半循環(huán)體系。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李斌 - 副教授 - 西南大學(xué)