单国忠，肖桂兰
（中国航空油料吉林分公司，吉林 长春 130062）
[摘 要]输油管道的使用优点日益突出，埋地管道的腐蚀严重影响其使用寿命和所输油品质量，甚至造成泄漏污染环境。文章通过对金属管道的腐蚀机理分析，了解腐蚀发生的原因，提出有效的防护措施。
[关键词]输油管道；腐蚀；防止
[中图分类号]TE9 ［文献标识码］A ［文章编号］1008-1151（2005）04-
[收稿日期] 2005-
[作者简介]单国忠（1964-）,男，黑龙江虎林人，中国航空油料吉林省分公司工程师，研究方向：油料储运。
随着国民经济的发展，管道输油的优点日益突显出来。输油管道基本上都采用碳素钢无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋焊缝钢管。输油管道的敷设一般采用地上架空或埋地两种方式。但无论采用那种方式，当金属管道和周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其表面锈蚀。这种现象是十分普遍的。金属管道遭到腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，影响所输油品的质量，缩短输油管道的使用寿命，严重可能造成泄漏污染环境，甚至不能使用。由于金属腐蚀而引起的损失是很大的，因此，了解腐蚀发生的原因，采取有效的防护措施，有着十分重大的意义。根据金属腐蚀过程的不同点，可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
1化学腐蚀
单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。例如，金属裸露在空气中，与空气中的O2 、H2S、 SO2、 CI2等接触时，在金属表面上生成相应的化合物（如氧化物、硫化物、氯化物等）。通常金属在常温和干燥的空气里并不腐蚀，单在高温下就容易被氧化，生成一层氧化皮（由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成），同时还会发生脱碳现象。此外，在油品中含有多种形式的有机硫化物，环烷酸它们对金属输油管道也会产生化学腐蚀。
2 电化学腐蚀
当金属和电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。它和化学腐蚀不同， 是由于形成了原电池而引起的。金属管道与含有水分的大气，土壤、湖泊、海洋接触。这些介质中含有CO2、SO2、HCI、NaCI及灰尘都是不同浓度的电解质溶液，金属本身由于含有杂质，由于铁元素和杂质元素的电位不同，所以当钢铁暴露于潮湿空气中时，由于表面的吸附作用，就使铁表面上覆盖一层极薄的水膜。水的电离度虽小，但仍能电离成H+离子和OH–离子，在酸性介质的大气环境中H+的数量由于水中溶解了CO2、SO2等气体而增加。因此，铁和杂质就好像放在含有H+、OH–、HCO3、HSO3-等离子的溶液中一样，形成了原电池。铁为阳极，杂质为阴极。（图1-1）
地面
Fe2+ 2OH- 2H+ 杂质
图1-1铁腐蚀示意图
由于铁和杂质紧密地接触，电化学腐蚀作用得以不断进行。铁变成铁离子进入水膜，同时多余的电子移向杂质。水膜中的Fe2+离子和OH-离子结合，生成Fe(OH)2附着在铁表面，这样铁便很快遭受腐蚀。其反应如下：
阳极（铁） Fe=Fe2++2e
Fe2++2OH-=Fe(OH)2
阴极（杂质） 2H++2e=H2 ↑
然后，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3。Fe(OH)3及其脱水产物Fe2O3是红褐色铁锈的主要成分。该腐蚀实际上是在酸性较强的情况下进行的。
在一般情况下，如果铁表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液，则在阳极也是铁氧化成Fe2+离子，在阴极主要是溶解于水膜中的氧得到电子：
阳极 2Fe=2Fe2++4e
阴极 O2+2H2O+4e=4OH-
所以介质中不仅H+离子能引起金属腐蚀，含有氧时也能腐蚀。
3腐蚀的防止
地下管道的腐蚀主要有电化学腐蚀、杂散电流腐蚀和微生物的腐蚀等。影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和外界介质两个方面。就金属本身来说，金属越活泼就越容易失去电子而被腐蚀。外界介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都易于腐蚀。输油管道的防腐一般采用如下方法：
3.1上管道外防腐
根据以往经验，普遍认好以红丹油性防锈漆、红丹醇酸防锈漆等作底漆。这些漆防绣性能好，与钢铁表面附着力强。施工现场用樟丹和清油现配，要掌握好比例：一般按下面比例配制：樟丹56.6%、清油37.8%。另外，加汽油或煤油5.6%左右，以利调和快干。待底漆干燥后，均匀涂刷两遍面漆。面漆材料有很多种，但使用较多的为铝粉（或称银粉）漆。铝粉漆漆膜平滑、坚韧、附着力强，并有金属光泽。施工现场配制时，其配比为：铝粉：清油或清漆：溶剂汽油（重量比为1：1.5:1.5）。
3.2埋地管道的防腐绝缘
3.2.1内防腐
由于油品的洁净度不同，油品中仍残留一些杂质，水分、微生物，前面也提到过，因为这些残留物的存在，管道内壁也会形成原电池，造成腐蚀，产生的锈片将严重影响油品质量。一般内防腐采用036耐油防腐涂料。该涂料化学稳定性好，机械性能高，不污染油品，使用方便。施工中要求对底材处理，用喷丸除锈，质量应达到国标Sa2.5级（GB8923-88）。做两道036-1底漆，再涂两道036-2面漆。按规定严格控制涂漆厚度。
3.2.2外防腐
埋地管道的防腐绝缘，一般分三级；当土壤电阻率<20Ω时采用特加强绝缘；20Ω≤当土壤电阻率<50Ω时采用加强绝缘；当土壤电阻率≥50Ω采用普通绝缘；施工中按国标除锈，采用环氧煤沥青和玻璃丝布进行防腐绝缘，其耐油性，耐细菌腐蚀性和优异的抗阴极剥离性，适用于各种环境。
4埋地管道的电化学保护
除了上述涂料防腐保护外，还可以配合牺牲阳极保护。在电化学腐蚀中，金属电位高的为阴极，电位低的为阳极，电流从高电位到低电位，低电位金属失去电子而被氧化，产生腐蚀。如找出另外一些金属的电位比管道低，这些电位较低的金属失去电子而被腐蚀。保护了埋地管道，这种做法叫牺牲阳极保护。一般采用镁阳极和锌阳极。具体做法按着《埋地刚质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》执行。
