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[摘 要]在工业生产过程中，埋在地下用于输送油、气、水的各种钢质管道、电力、通信电缆都会受到腐蚀，腐蚀不仅能造成油气等介质的跑、冒、滴、漏，产生直接的经济损失，而且容易引起火灾、爆炸等恶性事故，造成的间接损失更加巨大，结合C区块实际情况对影响埋地金属管线腐蚀因素进行分析，为埋地金属管线的防护提供可借鉴的思路。
[关键词]金属管道；土壤腐蚀；机理；防腐；措施
中图分类号：R445 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0367-01
一、管道腐蚀现状
经统计发现，C油矿区域内一年累计穿孔604次，涉及更换管线总长度为1.564Km。通过数据可知，穿孔多发生在投产使用十至二十年和二十年以上的管线。其中，20#碳钢材质的掺水和注水管线发生穿孔次数最多，穿孔原因绝大多数为外腐蚀。目前，区域内采油队对于腐蚀穿孔的处理方法为局部更换和点焊补漏。经分析可知，穿孔易发生在埋设位置环境复杂的地方，同一条管线频繁穿孔，导致每月穿孔次数增多，而每月的更换远不能满足实际需要。为此，需要弄清楚管线穿孔原因并采取相应的措施。
二、腐蚀的机理
金属的腐蚀是指在周围介质（最常见的是气体和液体）作用下，由于化学变化、电化学或物理溶解作用而产生的破坏。在生产中，最普遍的外腐蚀剂就是土壤。土壤是一个由固、液、气三相组成的极为复杂的多相体系。在土壤中，颗粒间存在大量毛细管微孔，空隙中充满空气和水。水在土壤中以多种形式存在。土壤为离子导体正是水的存在所致，因而可把土壤看成腐蚀性电解质。
三、土壤腐蚀的类型
3.1 微电池和宏观电池引起的土壤腐蚀
在土壤腐蚀的情况下，除了因金属组织不均匀性引起的腐蚀微电池外，还有由于土壤介质的不均匀性引起宏观腐蚀电池。主要表现在四个方面：
（1）微电池腐蚀。对于比较短小的金属构件来说，可以认为周围土壤结构、水分、盐分、含氧量等是均匀的，这时发生和金属组织不均匀性有关的微电池腐蚀。
（2）长距离管道穿越不同土壤形成的宏观电池，对于长的金属管道，穿越不同土壤时会因氧的渗透率不同而形成氧浓差电池，埋在密实、潮湿的粘土中的管线作为阳极而被腐蚀。在C区块具有代表性的管线如13#计量间至某转油站的集油管线和掺水管线，这两条管线均为1994年铺设，管线全长1135.5米，穿越草地，林地，低洼地、共7处，在2008年检测报告中可以看到集油管线共有16处漏点，掺水管线共有18处漏点，在2011年管线检测数据及分析报告中已建议全线更换，2011年10月8号已全线更换。而与其同期铺设的9#计量间至某转油站的集油管线由于铺设地类环境良好，现场检测仅有5处漏点。由此可以看出土壤环境不同给管线带来的腐蚀程度也有所不同。
（3）两种不同金属与土壤接触产生的宏观电池。由于金属的活动性不同，表现出的抗氧化性也不同，在金属管线相互连接时由于钢管的C体金属和焊缝金属成分不一样，二者就产生了电位差，埋入地下后电位低的部位即遭受腐蚀。油田中常见的管线的焊口部位、新旧管线连接部位的腐蚀穿孔就属于这种情况，这种现象在油田生产中极为常见。如C区块三年时间里，同一口井一个月内在同一位置发生穿孔4次以上的管线数有8条，3次的有24条，2次的有74条。
（4）埋设深度不同引起的腐蚀宏观电池。随着油田开发，井数的增加管线也更加密集，为了节约空间，许多管线采取了同沟铺设这一施工方式，同时也就产生了由于管线埋设深度不同引起的腐蚀。其原因是由于管线埋深不同，氧的浓度不同，管线上而接近地面，回填土不如原土密实，故氧气充足，氧的浓度大，管线下部土壤密实，氧的浓度小。因此，管线上下两部分电极电位不同，底部的电极电位低，是腐蚀电池的阳极区，遭受腐蚀。这也就是为什么同沟管线中经常发现越向下面管线腐蚀越严重的原因。
3.2 杂散电流引起的土壤腐蚀
所谓杂散电流是指由原定的正常电路漏失而流入它处的电流。主要来源是应用直流电的大功率电气装置，如高压线、电气火车、有轨电车、电解和电镀槽、电化学保护装置等。在C区域内杂散电流引起的土壤腐蚀主要以交流杂散电流为主，其来源于以高压输电线路为主。区域内共有6KV以上的高压线路32条，且分布较均匀，所以说杂散电流引起的腐蚀也不可小视。防止和克服杂散电流的措施之一是增加回路电阻，即对容易流入杂散电流的管道加强绝缘，以减少腐蚀电流。二是排流保护，即在被保护的金属管道上用绝缘的金属电缆与排流设备连接，将杂散电流引回发出杂散电流的铁轨或回归线上。
3.3 土壤中微生物引起的腐蚀
在缺氧的土壤中，如密实、潮湿的粘土处，金属腐蚀过程似乎难以进行，但这种土壤条件却有利于某些微生物的生长。常常发现，因硫酸盐还原菌（厌氧菌）和硫杆菌的活动而引起金属的强烈腐蚀。
四、金属集输管道的防腐措施
（1）应用强制电流阴极保护技术预防和降低管道腐蚀，在C矿区域内对站间的容器和输油气管道安装阴极保护设备和相关附属配套设施。
（2）应用牺牲阳极阴极保护技术，对大口径集输管道在铺设安装时设置牺牲阳极体，达到保护和降低管道腐蚀的目的。
（3）提高焊接质量，对于埋地管道焊口要选择一些工作经验丰富的工人进行施工，施工作业时清洁焊接部位，合理调整电流，避免出现孔穴、固体夹杂、未焊透、裂纹等质量问题。可以改进焊接工艺，比如钨极氩弧焊、二氧化碳气体保护焊等工艺。
（4）采用同质管材进行焊接，同时根据维修管道材质选用相应焊接材料。现维修时20#碳钢材质多选用422和506型号的焊条，避免不同金属材质间产生的电位差，降低腐蚀进程。更换较长管道采用做好泡沫黄夹克防腐的管材，对于换管后的焊口采用沥青缠绕或涂刷防腐漆进行防腐，以隔离土壤中水分以及所含化学物质对管材的腐蚀。
五、结论及认识
（1）对于长的金属管道铺设时要尽量避免土壤环境较差的地域，应选择土壤环境相对单一的地点铺设。
（2）对于发现管线穿孔需要局部更换时要，要选择与原管线成分相同的管线进行更换，避免管线再次发生腐蚀现象。
（3）局部更换管线后要对更换处进行防腐处理，延长管线的使用时间。加强阴极保护技术的推广工作，建立阴极保护资料记录C，详细记录阴极保护站的输出电压、电流，每月测试一次保护电位，发现问题分析并上报。矿专业管理部门对阴极保护设备的使用情况每月进行检查评比，对存在问题限期整改，使员工从思想上和技术上对腐蚀防护这项工作有更深的认识。
参考文献
[1] 王启民，冀宝发，隋军，等.大庆油田三次采油技术的实践与认识[J].大庆石油地质与开发，2001，20（2）：1-3.
[2] 顾永强，解保双，魏志高，等.孤东油田聚合物驱工业化应用的主要做法及效果[J].油气地质与采收率，2006，13（6）：89-90.
[3] 刘振宇.油藏工程基础知识手册[M].北京：石油工業出版社，2002：120-126.
[4] 孔维军.抽油机井高压蒸汽热洗清蜡效果试验研究[J].采油工程杂志，2013.100-110.
[5] 陈家琅.水力学[M].石油工业出版社，1980：100-130.
[关键词]金属管道；土壤腐蚀；机理；防腐；措施
中图分类号：R445 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0367-01
一、管道腐蚀现状
经统计发现，C油矿区域内一年累计穿孔604次，涉及更换管线总长度为1.564Km。通过数据可知，穿孔多发生在投产使用十至二十年和二十年以上的管线。其中，20#碳钢材质的掺水和注水管线发生穿孔次数最多，穿孔原因绝大多数为外腐蚀。目前，区域内采油队对于腐蚀穿孔的处理方法为局部更换和点焊补漏。经分析可知，穿孔易发生在埋设位置环境复杂的地方，同一条管线频繁穿孔，导致每月穿孔次数增多，而每月的更换远不能满足实际需要。为此，需要弄清楚管线穿孔原因并采取相应的措施。
二、腐蚀的机理
金属的腐蚀是指在周围介质（最常见的是气体和液体）作用下，由于化学变化、电化学或物理溶解作用而产生的破坏。在生产中，最普遍的外腐蚀剂就是土壤。土壤是一个由固、液、气三相组成的极为复杂的多相体系。在土壤中，颗粒间存在大量毛细管微孔，空隙中充满空气和水。水在土壤中以多种形式存在。土壤为离子导体正是水的存在所致，因而可把土壤看成腐蚀性电解质。
三、土壤腐蚀的类型
3.1 微电池和宏观电池引起的土壤腐蚀
在土壤腐蚀的情况下，除了因金属组织不均匀性引起的腐蚀微电池外，还有由于土壤介质的不均匀性引起宏观腐蚀电池。主要表现在四个方面：
（1）微电池腐蚀。对于比较短小的金属构件来说，可以认为周围土壤结构、水分、盐分、含氧量等是均匀的，这时发生和金属组织不均匀性有关的微电池腐蚀。
（2）长距离管道穿越不同土壤形成的宏观电池，对于长的金属管道，穿越不同土壤时会因氧的渗透率不同而形成氧浓差电池，埋在密实、潮湿的粘土中的管线作为阳极而被腐蚀。在C区块具有代表性的管线如13#计量间至某转油站的集油管线和掺水管线，这两条管线均为1994年铺设，管线全长1135.5米，穿越草地，林地，低洼地、共7处，在2008年检测报告中可以看到集油管线共有16处漏点，掺水管线共有18处漏点，在2011年管线检测数据及分析报告中已建议全线更换，2011年10月8号已全线更换。而与其同期铺设的9#计量间至某转油站的集油管线由于铺设地类环境良好，现场检测仅有5处漏点。由此可以看出土壤环境不同给管线带来的腐蚀程度也有所不同。
（3）两种不同金属与土壤接触产生的宏观电池。由于金属的活动性不同，表现出的抗氧化性也不同，在金属管线相互连接时由于钢管的C体金属和焊缝金属成分不一样，二者就产生了电位差，埋入地下后电位低的部位即遭受腐蚀。油田中常见的管线的焊口部位、新旧管线连接部位的腐蚀穿孔就属于这种情况，这种现象在油田生产中极为常见。如C区块三年时间里，同一口井一个月内在同一位置发生穿孔4次以上的管线数有8条，3次的有24条，2次的有74条。
（4）埋设深度不同引起的腐蚀宏观电池。随着油田开发，井数的增加管线也更加密集，为了节约空间，许多管线采取了同沟铺设这一施工方式，同时也就产生了由于管线埋设深度不同引起的腐蚀。其原因是由于管线埋深不同，氧的浓度不同，管线上而接近地面，回填土不如原土密实，故氧气充足，氧的浓度大，管线下部土壤密实，氧的浓度小。因此，管线上下两部分电极电位不同，底部的电极电位低，是腐蚀电池的阳极区，遭受腐蚀。这也就是为什么同沟管线中经常发现越向下面管线腐蚀越严重的原因。
3.2 杂散电流引起的土壤腐蚀
所谓杂散电流是指由原定的正常电路漏失而流入它处的电流。主要来源是应用直流电的大功率电气装置，如高压线、电气火车、有轨电车、电解和电镀槽、电化学保护装置等。在C区域内杂散电流引起的土壤腐蚀主要以交流杂散电流为主，其来源于以高压输电线路为主。区域内共有6KV以上的高压线路32条，且分布较均匀，所以说杂散电流引起的腐蚀也不可小视。防止和克服杂散电流的措施之一是增加回路电阻，即对容易流入杂散电流的管道加强绝缘，以减少腐蚀电流。二是排流保护，即在被保护的金属管道上用绝缘的金属电缆与排流设备连接，将杂散电流引回发出杂散电流的铁轨或回归线上。
3.3 土壤中微生物引起的腐蚀
在缺氧的土壤中，如密实、潮湿的粘土处，金属腐蚀过程似乎难以进行，但这种土壤条件却有利于某些微生物的生长。常常发现，因硫酸盐还原菌（厌氧菌）和硫杆菌的活动而引起金属的强烈腐蚀。
四、金属集输管道的防腐措施
（1）应用强制电流阴极保护技术预防和降低管道腐蚀，在C矿区域内对站间的容器和输油气管道安装阴极保护设备和相关附属配套设施。
（2）应用牺牲阳极阴极保护技术，对大口径集输管道在铺设安装时设置牺牲阳极体，达到保护和降低管道腐蚀的目的。
（3）提高焊接质量，对于埋地管道焊口要选择一些工作经验丰富的工人进行施工，施工作业时清洁焊接部位，合理调整电流，避免出现孔穴、固体夹杂、未焊透、裂纹等质量问题。可以改进焊接工艺，比如钨极氩弧焊、二氧化碳气体保护焊等工艺。
（4）采用同质管材进行焊接，同时根据维修管道材质选用相应焊接材料。现维修时20#碳钢材质多选用422和506型号的焊条，避免不同金属材质间产生的电位差，降低腐蚀进程。更换较长管道采用做好泡沫黄夹克防腐的管材，对于换管后的焊口采用沥青缠绕或涂刷防腐漆进行防腐，以隔离土壤中水分以及所含化学物质对管材的腐蚀。
五、结论及认识
（1）对于长的金属管道铺设时要尽量避免土壤环境较差的地域，应选择土壤环境相对单一的地点铺设。
（2）对于发现管线穿孔需要局部更换时要，要选择与原管线成分相同的管线进行更换，避免管线再次发生腐蚀现象。
（3）局部更换管线后要对更换处进行防腐处理，延长管线的使用时间。加强阴极保护技术的推广工作，建立阴极保护资料记录C，详细记录阴极保护站的输出电压、电流，每月测试一次保护电位，发现问题分析并上报。矿专业管理部门对阴极保护设备的使用情况每月进行检查评比，对存在问题限期整改，使员工从思想上和技术上对腐蚀防护这项工作有更深的认识。
参考文献
[1] 王启民，冀宝发，隋军，等.大庆油田三次采油技术的实践与认识[J].大庆石油地质与开发，2001，20（2）：1-3.
[2] 顾永强，解保双，魏志高，等.孤东油田聚合物驱工业化应用的主要做法及效果[J].油气地质与采收率，2006，13（6）：89-90.
[3] 刘振宇.油藏工程基础知识手册[M].北京：石油工業出版社，2002：120-126.
[4] 孔维军.抽油机井高压蒸汽热洗清蜡效果试验研究[J].采油工程杂志，2013.100-110.
[5] 陈家琅.水力学[M].石油工业出版社，1980：100-130.