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【摘要】海底集输管道广泛应用于海洋石油工业，已经成为连续输送大量油(气)最经济、最可靠、最安全、最快捷的运输方式，如果海底油气集输管道发生泄漏，不仅影响油田的正常生产，而且还可能会对海洋环境造成威胁，甚至影响作业公司在国际上的形象。所以对于海洋石油的集输腐蚀问题的研究是非常重要。基于此本文对油气集输管道在海洋环境中的腐蚀问题进行了研究，并提出了防护措施。
【关键词】油气集输管道海洋环境腐蚀防护
中图分类号：P641.4+62文献标识码： A 文章编号：
我国国土面积大、海岸线长、海域广阔，为我国海洋石油事业的发展提供了得天独厚的地理条件，我国广阔的海域采出的石油通过建造输油管道和输气管道到达陆地形成一个庞大的油气管道集输网，管道的集输主要是依靠钢材来进行的，采用的都是优质钢材，并且进行防腐处理，可是由于海洋油管所处的环境变化多样、运输的油气资源所含成分复杂，再加上长时间的使用不可避免的要遭受土壤、海水、空气的腐蚀，据不完全统计在我国石油运输事故中有20%左右的事故是由于集输管道的腐蚀造成的，所以分析海洋石油的集输环境、运输的石油成分、含量的变化对海洋输油输气管道腐蚀的防治有重要意义。
海洋环境对油气集输管道的腐蚀类型及影响因素
腐蚀类型
电偶腐蚀
海水是一种极好的电解质，电阻率较小。因此，在海水中不仅有微观腐蚀电池的作用，还有宏观腐蚀电池的作用。在海水中由于2种金属接触引起的电偶腐蚀有重要破坏作用。大多数金属或合金在海水中的电极电位不是一个恒定的数值，而是随着水中溶解氧含量、海水的流速、温度以及金属的结构与表面状态等多种因素的变化而变化。在海水中，不同金属之间的接触，将导致电位较低的金属腐蚀加速，而电位较高的金属腐蚀速度将降低。海水的流动速度和阴、阳极电极面积的大小都是影响电偶腐蚀的因素。
缝隙腐蚀
管道金属部件在电解质溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之问形成的缝隙，其宽度足以使介质进入缝隙而又处于停滞状态。若缝隙内滞留的海水中的氧为弥合钝化膜中的新裂口而消耗的速度大于新鲜氧从外面扩散进上的速度，则在缝隙下面就有发生快速腐蚀之趋势。腐蚀的驱动力来自氧浓差电池，缝隙外侧与含氧海水接触的面积起阴极作用。因为缝隙下阳极的面积很小，故电流密度或局部腐蚀速率可能是极高的。这种电池一旦形成就很难加以控制。缝隙腐蚀通常在全浸条件下或者在飞溅区最严重。在海洋大气中也发现有缝隙腐蚀。凡属需要充足的氧气不断弥合氧化膜的破裂从而保持钝性的那些金属，在海水巾都有对缝隙腐蚀敏感的倾向。
点蚀
金属材料在海洋环境介质中，经过一定的时问后在表面上个别的点或微小区域内，出现蚀孔或 麻点，且随着时间的推移，蚀孔不断向纵深方向发展，形成小孔状腐蚀坑，这种现象称为点腐蚀，简 称点蚀。暴露在海洋大气中的金属上的点蚀，可能是由分散的盐粒或大气污染物引起的。表面特性或冶金因素，如夹杂物、保护膜的破裂、偏析和表面缺陷，也能引起点蚀。
2、影响因素
（1）外部环境–海水的影响
海水是一个成分很复杂的混合物，也是一种极好地电解质，海洋石油集输所用管线是良好的导电体，因此在油气集输管线上不可避免的会发生电化学腐蚀作用，在多种金属介质接触的作用下海底油气管线会产生很大的腐蚀，然而管线的腐蚀速度并不是一成不变的，海洋流体流速是时刻在变化的，在海洋流体流速的影响下，流体中含有的颗粒物质和氧分子会不断的冲刷管道金属表面，破坏表层的保护膜，甚至使其完全脱落，在流速的作用下流体中的氧分子紧贴在管道外壁上，形成腐蚀带并不断扩展，不断破坏管道表层；另外海水中气体含量也会对集输管道的腐蚀产生影响，在海水流动过程中伴随着低压区的产生，如果低压区发生在管道附近气体就会不断的冲击管线表面破坏表面的防腐层，进而造成腐蚀，称之为气蚀。另外海水的温度、pH值、CO2、含盐量、微生物含量等都会对油管的腐蚀产生影响。海水的温度对海底油气管线腐蚀的影响是间接地，由于腐蚀需要一定的温度条件，温度不同管线的腐蚀速度也不一样，一般来说海水温度每增加一度，海洋流体中金属管线的腐蚀速率就会增加10%，海水温度也受到地域的影响，尤其是近海和浅海更为显著。海洋中的微生物对腐蚀的影响远远大于前面这几种，因为微生物不仅数量上占优势而且在效率上占有优势，微生物在自身生理与外界环境之间会吸收外界的养分排出氨、C、等这些都可以对海底油气管线产生不利影响，此外如果管线处在微生物繁殖兴盛的地方，气腐蚀速度还会加倍的增加。
（2）内部环境的影响–成分的影响
油田的采出物是油气水的多相物，过程中会伴随着很多衍生物，、C作为油气开采的伴生物或者是组分之一，使油管中的腐蚀问题时有发生，在外部因素的影响中C对油气管线的腐蚀机理不同于C在内部的影响机理，虽然在水里C的腐蚀性对管道很强，管道内部的C存在则使得污垢在管道内壁产生集结，造成额外的能量损耗。由于海洋石油的油管内输送的是油气水多相混合物，在水中溶解会对管道产生腐蚀，其自身分离的离子会吸附在金属表面与管道金属成分发生微电化学反应，削弱金属成分间的分子间作用力、促进金属的腐蚀、溶解。此外，由于管线自身的一些缺陷，如加工处理时造成金属表面不平整、金属管道内壁上有微裂纹等等，在海水、石油中的固體颗粒都会对微裂纹产生接触冲击、直接磨损影响管线的稳定，在长时间的冲击下或者是在大的波动下就会造成破裂，这些都是一种对海洋集输管线的腐蚀。
防腐蚀的措施
1、加强表面处理
油气集输管道的使用寿命在很大程度上取决于防腐质量，防腐质量又在很大程度上取决于涂层与基体的粘接力。而这种粘接力又取决于管道的表面处理质量。在除锈质量、涂层厚度和施工条件诸因素中，除锈质量对整个防腐质量和管道使用寿命的影响最大。长期生产实践证明：除锈质量好的比除锈质量差的或未经除锈处理的防腐涂层的使用寿命要长3．5倍。因此，在防腐旖工之前，必须将钢管表面的氧化皮、铁锈彻底除掉。
2、电化学保护
金属材料在海水中所遭受盼腐蚀都属于电化学腐蚀，根据腐蚀的电化学原理，金属在电解质溶液中的电极行为取决于它的电极电位。对电化学腐蚀，有可能采用电化学保护技术进行防护。一般而言，电化学保护可以分为阳极保护和阴极保护两种，油气集输管道在在海洋环中，大多是外加电流阴极保护。由电化学腐蚀原理可知，腐蚀电他的阴极是不发生腐蚀的，面只有阳极才发生腐蚀。因此，就要将被保护金属变成阴极，就可以防止金属的腐蚀。这种防蚀方法叫做阴极保护。油气集输管道通常都要采取徐层来进行保护。然而在实际工程中，由于施工条件、施工质量等原因，涂层不能做到完整无损．常常在涂层漏敷处发生腐蚀。目前国内外对海洋环境中的油气集输管道都采用涂层和阴极保护联合使用的方法。这是防止腐蚀最为合理的手段。
3、使用专用缓蚀剂
专用缓蚀剂能够经济地、有效地达到腐蚀控制的作用，对油气输送和油气生产过程中的腐蚀起到抑制的作用，尤其海洋环境中的油气集输管道。对于油、、气、水共存的海洋环境而言，缓蚀剂必须无起泡倾向、乳化倾向小或者无乳化作用。如果缓蚀剂还容易出现起泡的现象，那么必然会增加气液分离的经济成本和技术难度。同样，如果缓蚀剂存在较大的乳化倾向， 那么必然会增加油水分离的经济成本和技术难度。在低温条件下，缓蚀剂应该具有不沉积、流动性能好的特点，只有这样才可以通过泵注，同时也不会引起管道堵塞。在环境保护较高的环境下，缓蚀剂应该易于生物降解、毒性小，在生物体内无残留。而在油气水混输过程中，根据输送工艺的要求，缓蚀剂应该与甲醇等防冻剂配合，起到缓蚀剂水相防腐。
总结
目前我国海洋石油正在处于一个全面发展的阶段，渤海、黄海以及南海都是我国海洋石油发展的重点区域，海洋油气管线的防腐有重要意义，虽然海管的防护处理已经取得了长足的进步，可是目前仍然有很多问题存在，如小容器的喷涂防腐、水域管道腐蚀情况的评估与预测等都是急需解决的问题，所以海洋石油集输管道的防腐以及防护任务仍然很重，就目前海洋石油的发展形势来说海洋石油集输管道防腐处理以及保护措施的研究也具有广阔的研发前景。
参考文献
[1]梁法春，陈婧。油气管道腐蚀与防护．[M]：中国石化出版社。2008．
[2]刘立名，余建星，王磊。海底输油管道腐蚀剩余寿命评估[J]．中国海上油气(工程)，2002，(03)
[3]张桃先，刘小宁。预测压力管道腐蚀剩余寿命的可靠性方法[J]．化工设计，2004，(06)
【关键词】油气集输管道海洋环境腐蚀防护
中图分类号：P641.4+62文献标识码： A 文章编号：
我国国土面积大、海岸线长、海域广阔，为我国海洋石油事业的发展提供了得天独厚的地理条件，我国广阔的海域采出的石油通过建造输油管道和输气管道到达陆地形成一个庞大的油气管道集输网，管道的集输主要是依靠钢材来进行的，采用的都是优质钢材，并且进行防腐处理，可是由于海洋油管所处的环境变化多样、运输的油气资源所含成分复杂，再加上长时间的使用不可避免的要遭受土壤、海水、空气的腐蚀，据不完全统计在我国石油运输事故中有20%左右的事故是由于集输管道的腐蚀造成的，所以分析海洋石油的集输环境、运输的石油成分、含量的变化对海洋输油输气管道腐蚀的防治有重要意义。
海洋环境对油气集输管道的腐蚀类型及影响因素
腐蚀类型
电偶腐蚀
海水是一种极好的电解质，电阻率较小。因此，在海水中不仅有微观腐蚀电池的作用，还有宏观腐蚀电池的作用。在海水中由于2种金属接触引起的电偶腐蚀有重要破坏作用。大多数金属或合金在海水中的电极电位不是一个恒定的数值，而是随着水中溶解氧含量、海水的流速、温度以及金属的结构与表面状态等多种因素的变化而变化。在海水中，不同金属之间的接触，将导致电位较低的金属腐蚀加速，而电位较高的金属腐蚀速度将降低。海水的流动速度和阴、阳极电极面积的大小都是影响电偶腐蚀的因素。
缝隙腐蚀
管道金属部件在电解质溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之问形成的缝隙，其宽度足以使介质进入缝隙而又处于停滞状态。若缝隙内滞留的海水中的氧为弥合钝化膜中的新裂口而消耗的速度大于新鲜氧从外面扩散进上的速度，则在缝隙下面就有发生快速腐蚀之趋势。腐蚀的驱动力来自氧浓差电池，缝隙外侧与含氧海水接触的面积起阴极作用。因为缝隙下阳极的面积很小，故电流密度或局部腐蚀速率可能是极高的。这种电池一旦形成就很难加以控制。缝隙腐蚀通常在全浸条件下或者在飞溅区最严重。在海洋大气中也发现有缝隙腐蚀。凡属需要充足的氧气不断弥合氧化膜的破裂从而保持钝性的那些金属，在海水巾都有对缝隙腐蚀敏感的倾向。
点蚀
金属材料在海洋环境介质中，经过一定的时问后在表面上个别的点或微小区域内，出现蚀孔或 麻点，且随着时间的推移，蚀孔不断向纵深方向发展，形成小孔状腐蚀坑，这种现象称为点腐蚀，简 称点蚀。暴露在海洋大气中的金属上的点蚀，可能是由分散的盐粒或大气污染物引起的。表面特性或冶金因素，如夹杂物、保护膜的破裂、偏析和表面缺陷，也能引起点蚀。
2、影响因素
（1）外部环境–海水的影响
海水是一个成分很复杂的混合物，也是一种极好地电解质，海洋石油集输所用管线是良好的导电体，因此在油气集输管线上不可避免的会发生电化学腐蚀作用，在多种金属介质接触的作用下海底油气管线会产生很大的腐蚀，然而管线的腐蚀速度并不是一成不变的，海洋流体流速是时刻在变化的，在海洋流体流速的影响下，流体中含有的颗粒物质和氧分子会不断的冲刷管道金属表面，破坏表层的保护膜，甚至使其完全脱落，在流速的作用下流体中的氧分子紧贴在管道外壁上，形成腐蚀带并不断扩展，不断破坏管道表层；另外海水中气体含量也会对集输管道的腐蚀产生影响，在海水流动过程中伴随着低压区的产生，如果低压区发生在管道附近气体就会不断的冲击管线表面破坏表面的防腐层，进而造成腐蚀，称之为气蚀。另外海水的温度、pH值、CO2、含盐量、微生物含量等都会对油管的腐蚀产生影响。海水的温度对海底油气管线腐蚀的影响是间接地，由于腐蚀需要一定的温度条件，温度不同管线的腐蚀速度也不一样，一般来说海水温度每增加一度，海洋流体中金属管线的腐蚀速率就会增加10%，海水温度也受到地域的影响，尤其是近海和浅海更为显著。海洋中的微生物对腐蚀的影响远远大于前面这几种，因为微生物不仅数量上占优势而且在效率上占有优势，微生物在自身生理与外界环境之间会吸收外界的养分排出氨、C、等这些都可以对海底油气管线产生不利影响，此外如果管线处在微生物繁殖兴盛的地方，气腐蚀速度还会加倍的增加。
（2）内部环境的影响–成分的影响
油田的采出物是油气水的多相物，过程中会伴随着很多衍生物，、C作为油气开采的伴生物或者是组分之一，使油管中的腐蚀问题时有发生，在外部因素的影响中C对油气管线的腐蚀机理不同于C在内部的影响机理，虽然在水里C的腐蚀性对管道很强，管道内部的C存在则使得污垢在管道内壁产生集结，造成额外的能量损耗。由于海洋石油的油管内输送的是油气水多相混合物，在水中溶解会对管道产生腐蚀，其自身分离的离子会吸附在金属表面与管道金属成分发生微电化学反应，削弱金属成分间的分子间作用力、促进金属的腐蚀、溶解。此外，由于管线自身的一些缺陷，如加工处理时造成金属表面不平整、金属管道内壁上有微裂纹等等，在海水、石油中的固體颗粒都会对微裂纹产生接触冲击、直接磨损影响管线的稳定，在长时间的冲击下或者是在大的波动下就会造成破裂，这些都是一种对海洋集输管线的腐蚀。
防腐蚀的措施
1、加强表面处理
油气集输管道的使用寿命在很大程度上取决于防腐质量，防腐质量又在很大程度上取决于涂层与基体的粘接力。而这种粘接力又取决于管道的表面处理质量。在除锈质量、涂层厚度和施工条件诸因素中，除锈质量对整个防腐质量和管道使用寿命的影响最大。长期生产实践证明：除锈质量好的比除锈质量差的或未经除锈处理的防腐涂层的使用寿命要长3．5倍。因此，在防腐旖工之前，必须将钢管表面的氧化皮、铁锈彻底除掉。
2、电化学保护
金属材料在海水中所遭受盼腐蚀都属于电化学腐蚀，根据腐蚀的电化学原理，金属在电解质溶液中的电极行为取决于它的电极电位。对电化学腐蚀，有可能采用电化学保护技术进行防护。一般而言，电化学保护可以分为阳极保护和阴极保护两种，油气集输管道在在海洋环中，大多是外加电流阴极保护。由电化学腐蚀原理可知，腐蚀电他的阴极是不发生腐蚀的，面只有阳极才发生腐蚀。因此，就要将被保护金属变成阴极，就可以防止金属的腐蚀。这种防蚀方法叫做阴极保护。油气集输管道通常都要采取徐层来进行保护。然而在实际工程中，由于施工条件、施工质量等原因，涂层不能做到完整无损．常常在涂层漏敷处发生腐蚀。目前国内外对海洋环境中的油气集输管道都采用涂层和阴极保护联合使用的方法。这是防止腐蚀最为合理的手段。
3、使用专用缓蚀剂
专用缓蚀剂能够经济地、有效地达到腐蚀控制的作用，对油气输送和油气生产过程中的腐蚀起到抑制的作用，尤其海洋环境中的油气集输管道。对于油、、气、水共存的海洋环境而言，缓蚀剂必须无起泡倾向、乳化倾向小或者无乳化作用。如果缓蚀剂还容易出现起泡的现象，那么必然会增加气液分离的经济成本和技术难度。同样，如果缓蚀剂存在较大的乳化倾向， 那么必然会增加油水分离的经济成本和技术难度。在低温条件下，缓蚀剂应该具有不沉积、流动性能好的特点，只有这样才可以通过泵注，同时也不会引起管道堵塞。在环境保护较高的环境下，缓蚀剂应该易于生物降解、毒性小，在生物体内无残留。而在油气水混输过程中，根据输送工艺的要求，缓蚀剂应该与甲醇等防冻剂配合，起到缓蚀剂水相防腐。
总结
目前我国海洋石油正在处于一个全面发展的阶段，渤海、黄海以及南海都是我国海洋石油发展的重点区域，海洋油气管线的防腐有重要意义，虽然海管的防护处理已经取得了长足的进步，可是目前仍然有很多问题存在，如小容器的喷涂防腐、水域管道腐蚀情况的评估与预测等都是急需解决的问题，所以海洋石油集输管道的防腐以及防护任务仍然很重，就目前海洋石油的发展形势来说海洋石油集输管道防腐处理以及保护措施的研究也具有广阔的研发前景。
参考文献
[1]梁法春，陈婧。油气管道腐蚀与防护．[M]：中国石化出版社。2008．
[2]刘立名，余建星，王磊。海底输油管道腐蚀剩余寿命评估[J]．中国海上油气(工程)，2002，(03)
[3]张桃先，刘小宁。预测压力管道腐蚀剩余寿命的可靠性方法[J]．化工设计，2004，(06)