Примерно пятую часть атмосферы Земли составляет кислород — один из самых сильных окислителей. Кислород присутствует в растворенном виде в водах морей и суши. В воде или из-за ее паров железо начинает интенсивно соединяться с кислородом, образуя то, что мы в обиходе называем ржавчиной. Процесс разрушения металла в результате химических реакций называется коррозией.
Коррозия по характеру своего распространения может быть относительно равномерной или же неравномерной, локализованной в каких-то конкретных местах. Трубопроводы в зависимости от того, как они уложены, могут подвергаться атмосферной или почвенной коррозии.
Атмосферная коррозия связана в основном с влажностью воздуха и наличием в атмосфере, помимо кислорода, дополнительных агентов, которые могут сделать атмосферные осадки электролитом. Примером служат прибрежные морские участки, где изобилуют капли воды, насыщенные солями — хлоридами натрия и калия, сульфатами магния и натрия и др. Коррозия в таких местах идет гораздо быстрее, чем при удалении в глубь суши. В засушливой местности атмосферная коррозия гораздо слабее или даже может вовсе не наблюдаться.
Следует учесть также, что в атмосферных осадках могут быть растворены серная и соляная кислоты как результат индустриальных выбросов в атмосферу. Эти вещества даже в небольшой концентрации ускоряют коррозию металлов.
Образовавшийся на стальной поверхности слой ржавчины не защищает от воздействия атмосферных агентов, мало того, процесс идет более активно, в том числе и потому, что ржавчина гигроскопична, она задерживает в своей среде влагу, при этом будучи проницаемой для кислорода и иных веществ.
Чтобы защитить от атмосферной коррозии стальные трубы, можно выполнить их из сортов стали, устойчивых к подобного рода коррозии, однако себестоимость такого трубопровода будет крайне высокой. Такая же проблема с другим способом защиты — покрытием слоем устойчивого к коррозии металла, например оцинковкой труб.
Поэтому чаще всего надземные трубопроводы защищают различными лакокрасочными, стеклоэмалевыми покрытиями или покрытиями на основе консистентных смазок или полимерных материалов. Часто защитные материалы наносят на трубы еще на заводе, а на место сварки — уже в полевых условиях. При этом трубопровод тщательно очищается от любых загрязнений, в том числе от продуктов коррозии.
Наиболее распространенными в настоящее время материалами являются мастичные комбинированные материалы, двухкомпонентные полиуретановые материалы для ручного нанесения, а также материалы в виде изолирующих лент. Мастики могут содержать ингибиторы коррозии. Также применяются фторэпоксидные лаки и полиэтиленовые пленки с ингибиторами коррозии.
Если предусматривается подогрев транспортируемой нефти, а следовательно, требуется сохранить ее заданную температуру, трубопроводы покрывают термоизоляцией, которая в свою очередь имеет гидрозащиту от атмосферных осадков в виде тонкостенного пластикового или металлического чехла. Целостность такой защиты обеспечивает отсутствие коррозии, а ее нарушение может привести к локальному корродированию трубопровода.