成品油管道内腐蚀成因及对策分析

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[摘 要] 成品油管道内腐蚀造成管壁整体或局部变薄，减少管道寿命；腐蚀产物还容易造成管道、设备堵塞，破坏阀门、过滤器和密度计等关键设备，严重影响管道安全运行。分析了导致成品油管道内腐蚀的主要原因，探讨了内涂层技术防护管道内壁的可行性。

[关键词] 成品油管道、内腐蚀、主要危害、防护措施

引言

管道输送是效率最高的流体输送方式之一，目前，我国已建成兰成渝成品油管道、西南成品油管道、兰—郑—长成品油管道和西部成品油管道等成品油输送管线，腐蚀是影响长距离成品油管道安全运行的主要因素之一[1]。目前，国内外学者针对管道外腐蚀作了大量研究，而对成品油管道内腐蚀的关注相对较少。对此，调研分析成品油管道内腐蚀的主要危害及成因，探讨相应的对策具有实际意义。

1、内腐蚀的主要危害

成品油管道内腐蚀的危害主要体现在破坏管道、增大管道内壁粗糙度、腐蚀产物堵塞管道设备等方面。

（1）破坏管道

管道内腐蚀造成管壁减薄，或局部坑蚀，引发腐蚀穿孔，造成油品泄漏、管道停输，甚至更严重的事故。

（2）腐蚀产物造堵塞管道设备

腐蚀产物随油品向下游运移，可能堵塞过滤器、下载减压阀等，影响油泵运行和油品下载，严重时还可能造成紧急停输。

2004年7月，兰成渝管线陇西—成县站间清管工作时，发生大量杂质堵塞成县站过滤器、减压阀和进站管道事件，导致管道紧急停输。2005年5月，成线-广元站间清管过程中，大量的杂质堵塞广元站过滤器、减压阀和收球流程上的管道，导致管道紧急停输。王德增等人对从兰成渝管道取得的沉积物样进行分析表明，管道沉积物中铁氧化物占沉积物总量的69%左右，是造成过滤器堵塞的主要原因[2]。

（3）腐蚀产物直接破坏设备

腐蚀产物对设备的破坏主要体现在以下几个方面[3]：

（a）腐蚀产物随油品进入输油泵机械密封腔，损坏油泵密封；

（b）腐蚀产物进入各类阀门，造成球面损伤、密封座损坏，导致阀门泄漏；

（c）腐蚀产物淤积在密度计撬座的密度计泵腔内，损坏密度计泵，影响密度计的运行；

（d）铁锈的存在使得漏磁检测的使用受到限制，影响管道内检测的实施；

（e）影响OID等检测设备的正常运行；

（f）随油品高速流动时对设备内壁形成切削。

（4）腐蚀导致管壁粗糙度增大

有文献介绍，新钢管内壁绝对粗糙度约为13～19μm，在大气中暴露6个月后变成25～32μm，12个月后变成38μm，24个月后则高达45～51μm。

2、腐蚀的原因

（1）投产前管道腐蚀

钢管制成后，通常不会立即使用，而是在露天环境中存放数月。而且，长输管道的施工周期较长。在这段时期内，未作任何防腐处理管道表面与大气直接接触，导致管道内壁腐蚀。

宋飞等以水盆上方的条件作为兰成渝管线所处环境条件，采用兰成渝管线钢管切片进行的腐蚀实验结果表明，考虑钢管在出厂至投产之间的时间为1.6年，投产前钢管内壁的平均减薄厚度为0.01456mm，由此计算整条管线投产前管道内壁的铁锈量约为276t。

（2）氯化物水溶液腐蚀

若输送油品中含有一定量的H2S，Hcl对管道腐蚀具有一定程度的影响。在酸性环境中，氯离子形成一种含H2S和HCl溶液的多孔的FeS膜，在多孔膜和受腐蚀钢管间的覆盖物中形成Fecl2，由于Fecl2的介入，不能形成具有保护性的FeS膜。在这种情况下，多孔膜作为阴极，钢管作为阳极而受到腐蚀，氯离子浓度越大，起水溶液越易导电，从而降低了电解液的电阻，增大了腐蚀速度。

（3）含硫和聚硫化物腐蚀

温度和压力降低导致硫化物分界，生成硫原子，产生一种硫的过饱和溶液。过量的硫原子积存，在管壁上形成结晶体，会阻止钢材表面钝化膜的形成，并在腐蚀电池中起氧化剂作用，因而产生腐蚀。

（4）油品本身腐蚀

成品油管道所输送的汽油、柴油中含有一定量的四乙基铅、硫化物和抗静电添加剂等，他们对碳钢都具有一定的腐蚀作用。频繁的启、停输将加快成品油管道的腐蚀。

宋飞等[4]对某成品油管道输送的某个批次的0号柴油进行了跟踪取样分析，结果表明，输送过程中，油品发生一定程度的氧化，但各项指标仍符合要求，这说明油品本身的腐蚀性较小。

（5）水腐蚀

管道中的游离水在管壁上形成亲水膜，创造了形成原电池的条件，进而导致电化学腐蚀。电化学腐蚀往往比较强烈，造成管壁大面积减薄或一系列深坑，易导致腐蚀穿孔。

两个原因可能导致成品油管道中出现水：（1）所输油品中含有微量水，向前运移过程中不断聚结，因油水密度差而聚集在管道下部和低洼处。（2）对于大落差成品油管道，投产过程中采用油顶水的方式驱水，成品油与水之间的密度差异较大，而粘度差异较小，同等大小的压力能作用下，油的爬坡能力强于水，可能出现油品已越过高点，而水沿管道下壁逆流的现象，进而造成低洼处积水[5]。

3、内腐蚀防护对策

目前来说，内涂层是最好的长距离成品油管道内壁腐蚀防护措施，其对管道及相关设备的安全运行都具有重要作用：

（1）内涂层可有效防止管道在施工期间被腐蚀。有研究表明，具有内涂层的钢管可以长期储存，绝对粗糙度可保持在4～8μm。

（2）内涂层可有效保护管道，减少管道内因腐蚀产生的杂质，延长过滤器清洗周期，延长管道和设备的使用寿命。

（3）质量优良的内涂层可有效减小管道内壁粗糙度，不但可以减小流动阻力，提高输送效率，还可以减少沉积物附着，提高清管效果；此外，内涂层的光泽有利于可视检查，有利于事先发现缺陷，避免或减少运行使用中的事故。

限制内涂层被广泛应用地主要原因是其较高的造价。王剑波等人[6]针对鲁—皖管道某段内涂层投资作了经济性分析，结果表明，在不考虑降低管道综合投资降低的情况下，2年内即可回收内涂层的投资成本。因此，随着对管道安全运行要求的提高，建议合理增加新建管道投资，考虑采用内涂层技术，切实做好管内壁腐蚀防护。

结论

（1）成品油管道内腐蚀不但造成管壁整体或局部变薄，腐蚀产物还容易造成管道、设备堵塞，破坏阀门、过滤器和密度计等关键设备，严重影响管道安全运行；

（2）造成管道内腐蚀的原因主要有投产前的大气腐蚀、积水引起腐蚀、Cl-腐蚀等，油品本身的腐蚀性较小；

（3）质量优良的内涂层可有效保护管道内壁，减少腐蚀产生的杂质，延长管道和设备的使用寿命；此外，内涂层还可以提高管道表面光洁度，提高输送效率和清管效果，有利于管内壁的可视化检测，新建管道可考虑采用这一技术。

参考文献：

[1] 曾多礼: 成品油管道的安全问题及对策[J]. 油气储运, 2004, 23(9): 45～47.

[2] 王德增, 刘井会, 王彩霞, 等. 对成品油管道中沉积物的分析[J]. 油气储运, 2005, 24(2): 59～60.

[3] 李仕. 固体杂质对成品油长输管道设备的损伤及防范措施[J]. 化工设备与管道, 2008, 45(2): 48～51.

[4] 宋飞, 朱峰, 潘红梅, 等. 兰成渝管道杂质来源分析[J]. 油气储运, 2010, 29(5): 381-383

[5] 徐广丽. 成品油管道携水机理研究[D]. 中国石油大学（华东）博士学位论文, 2010.

[6] 王剑波, 陈振友, 窦志宽, 等. 成品油管道内腐蚀的危害分析及对策. 石油规划设计，2008，19（2）: 39～41.

作者简介：

赵志权（1982），男，河北人，2007年毕业于西南石油大学油气储运工程专业，现工作于中油管道长沙输油气分公司，从事绩效管理工作。