褚楚(中國(guó)石油新疆油田公司油氣儲(chǔ)運(yùn)分公司, 新疆 克拉瑪依 834000)

目前，我國(guó)天然氣資源的輸送主要依靠的是長(zhǎng)輸管道，據(jù)調(diào)研，國(guó)內(nèi)外天然氣輸送方式主要以長(zhǎng)距離埋地管道輸送為主，長(zhǎng)輸天然氣管道沿途會(huì)遇到復(fù)雜的地形，以及氣候與溫度的變化。天然氣在管道輸送過(guò)程中，具有長(zhǎng)距離、高壓力、地域廣和大流量等特點(diǎn)。長(zhǎng)輸管道周?chē)耐寥缹?duì)管道也會(huì)有著不同程度的腐蝕，即使是鋼制輸氣管道在埋地情況下也是容易發(fā)生腐蝕的，一旦地下輸氣管道腐蝕，要進(jìn)行維修護(hù)理作業(yè)時(shí)十分困難的，而且會(huì)直接影響天然氣的輸送任務(wù)。因此，對(duì)長(zhǎng)輸天然氣管道的腐蝕因素的研究顯得十分重要，本文從影響長(zhǎng)輸管道內(nèi)、外腐蝕兩個(gè)方面進(jìn)行了深入研究，內(nèi)外表面各個(gè)部位出發(fā)，找出了影響長(zhǎng)輸管道腐蝕的真正原因，并相應(yīng)提出了防腐措施和方法[1-3]。

1 長(zhǎng)輸管道內(nèi)腐蝕影響因素以及措施

1.1 鋼管內(nèi)表面預(yù)處理

長(zhǎng)輸管道鋼管內(nèi)壁需要進(jìn)行清洗，主要是為了清除表面的油污、介質(zhì)污染物、塵垢、水分和銹物等，這些物質(zhì)會(huì)極大的提高管道的腐蝕性。管道內(nèi)表面具有一定的粗糙性，可以提高管道的粘結(jié)性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，內(nèi)表面雜質(zhì)的處理程度高低直接影響后續(xù)涂層質(zhì)量，一旦內(nèi)涂層處理工序不夠理想，將會(huì)是管道壁起皮、起泡、結(jié)塊，導(dǎo)致粘結(jié)力降低，直接降低涂層質(zhì)量，管道腐蝕危險(xiǎn)加大[4]。

1.2 涂層材料質(zhì)量

市面上的管道涂層材料有很多，而且不同材料其性能也不盡相同，目前對(duì)涂層材料的要求國(guó)內(nèi)外尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際選擇涂層材料過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)輸送管道材質(zhì)、天然氣組分、氣質(zhì)和溫度等條件，選取適當(dāng)?shù)牟牧?。例如：濕氣本身含有水分較多，應(yīng)該選用環(huán)氧酚醛型或環(huán)氧型涂層材料；天然氣含硫成分較多的情況下，應(yīng)選取環(huán)氧型材料；凈化廠在附近幾公里范圍內(nèi)，輸送的工藝氣溫度高達(dá)60℃的情況下，應(yīng)選取環(huán)氧酚醛材料，這種材料耐高溫性能強(qiáng)。

1.3 涂裝工藝

涂裝工藝技術(shù)應(yīng)該與涂層材料和結(jié)構(gòu)相匹配。手工涂裝比機(jī)械涂裝效果差，這種情況下要對(duì)焊道處進(jìn)行重處理。在涂裝工藝過(guò)程中，一定要掌握好工序的連續(xù)性，保障流水線作業(yè)的形式。表面處理完后，進(jìn)行底層涂刷，然后中間層涂刷—面層涂刷—固化、質(zhì)檢、堆放；按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行每道工序，涂敷下一道涂料前，保證上一道涂料達(dá)到實(shí)干的程度，但是不能處于完全固化，否則，固化的情況下，兩道涂層是很難附著在一起，因?yàn)閮蓪又g缺少附著力。除此之外，在每道工序之間應(yīng)該防止表面污染，避免表層不平、殘留雜貨而影響下道工序。

1.4 內(nèi)涂層補(bǔ)口

常用的焊接補(bǔ)口技術(shù)主要有4種，分別是短管補(bǔ)口、真空負(fù)壓補(bǔ)口、車(chē)載式補(bǔ)口、記憶合金熱脹套補(bǔ)口等。除此之外，在內(nèi)壁焊接犧牲陽(yáng)極的方法，可以有效防止內(nèi)表明腐蝕，一般情況下，是根據(jù)長(zhǎng)輸管道埋地的實(shí)際地質(zhì)情況，來(lái)選取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)口技術(shù)。

1.5 天然氣組分

長(zhǎng)輸管道天然氣含有的組分比較多，一般含有一定量的硫化氫、二氧化碳、水分等，含有成分的多少也會(huì)影響內(nèi)表面的腐蝕，另外，在輸送過(guò)程中，倘若天然氣分離除塵效果不佳，可能導(dǎo)致內(nèi)涂層的老化、磨損、脫落。直接增加內(nèi)表面的腐蝕危險(xiǎn)。

1.6 管道內(nèi)異物

在管道安裝施工過(guò)程中，盡量要保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)，避免泥沙、石子等雜物混入管道內(nèi)，在進(jìn)行清理內(nèi)表面雜質(zhì)的時(shí)候，不易使用風(fēng)力過(guò)大的吹掃，這樣也會(huì)在一定程度上破壞內(nèi)涂層；但是內(nèi)表面雜質(zhì)吹掃不徹底，這些雜質(zhì)異物也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)涂層的破壞，進(jìn)而導(dǎo)致管道腐蝕。

1.7 清管質(zhì)量

清管作業(yè)是天然氣長(zhǎng)輸管道的一項(xiàng)常規(guī)作業(yè)，主要是對(duì)管道內(nèi)表面進(jìn)行腐蝕產(chǎn)物、積水、異物進(jìn)行清理，清潔干凈管道內(nèi)壁，一定程度上改善管道內(nèi)壁的光潔度，可以降低管道的腐蝕。

2 長(zhǎng)輸管道外表面腐蝕影響因素以及措施

長(zhǎng)輸天然氣管道外腐蝕是經(jīng)常發(fā)生，一般會(huì)采取外防腐層和陰極保護(hù)等技術(shù)手段來(lái)防止外腐蝕的發(fā)生。當(dāng)然，外防腐層材料選取要恰當(dāng)，外防腐層的破壞也會(huì)陰極保護(hù)效果，陰極保護(hù)技術(shù)功能就有可能發(fā)揮不處理，這樣導(dǎo)致管道嚴(yán)重腐蝕[5]。

2.1 管道外表面處理

長(zhǎng)輸天然氣管道外表面處理的好壞，關(guān)系到鋼管與防腐層的粘結(jié)強(qiáng)度，一旦外表面處理效果不佳，會(huì)導(dǎo)致管道起泡、翹起、返銹等現(xiàn)象。應(yīng)該根據(jù)(GB/T8923-1988)除銹等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)進(jìn)行管道外表面的處理，和內(nèi)表面處理一樣，要保持一定的粗糙度。根據(jù)襯里、涂料性質(zhì)以及防腐層厚度，來(lái)綜合確定管道外表面的粗糙度及其粗糙形狀。

2.2 防腐層

長(zhǎng)輸天然氣管道沿途會(huì)遇到復(fù)雜的地形，以及氣候與溫度的變化。天然氣在管道輸送過(guò)程中，具有長(zhǎng)距離、高壓力、地域廣和大流量等特點(diǎn)。在選取管道外防腐層材料的時(shí)候，要綜合考慮長(zhǎng)輸管道的土壤狀況、運(yùn)行條件、施工環(huán)境、工藝以及經(jīng)濟(jì)合理性，這樣選取的材料能夠做到因地制宜、具有較高的經(jīng)濟(jì)性、合理性以及可靠性。

在選取管道外防腐材料的時(shí)候，需要具備以下幾點(diǎn)條件：

(1) 電絕緣性好。相對(duì)的兩外防腐層之間，在一定面積下，電阻應(yīng)大于10000Ω·m2，并且外防腐層耐擊穿電壓強(qiáng)度應(yīng)大于電火花檢測(cè)的電壓標(biāo)準(zhǔn)。

(2)外防腐層材料應(yīng)具備耐陰極剝離能力，強(qiáng)度越高，防腐效果越好。

(3)外防腐層具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，抗沖擊強(qiáng)度高。

(4)外防腐層具有抗彎曲性，耐磨性性能高。

(5)針入度達(dá)到一定的指標(biāo)，與管道有良好的粘接性。

(6)外防腐層具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，較高的耐老化性、耐熱和冷性能。

(7)外防腐層吸水率低，具有較強(qiáng)的抗微生物性能。

綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，選取滿足上述條件的外防腐層材料。在低洼富水地段，一般首先考慮耐水、耐化學(xué)腐蝕優(yōu)越的涂層材料，這樣的材料有還氧煤瀝青及煤焦油瓷漆；在通過(guò)平原、沙質(zhì)地段時(shí)，PE和煤焦油瓷漆材料可以承受氣候干燥的環(huán)境；在氯化物鹽漬地段，一般選取PE、煤焦油瓷漆和用熔結(jié)環(huán)氧；石油瀝青和聚乙烯膠粘帶材料在碳酸鹽土壤地帶的使用，對(duì)二氧化碳腐蝕有很強(qiáng)的防護(hù)作用；用熔結(jié)環(huán)氧粉末材料適合在溫度高環(huán)境條件下使用；強(qiáng)度高、耐磨性能好、表面摩擦阻力小的熔結(jié)環(huán)氧涂層材料，在穿越河流、隧道、公路路段有很強(qiáng)的適用性。

2.3 涂覆技術(shù)

對(duì)長(zhǎng)輸管道外防腐層的涂覆方法選取有很多，主要包括機(jī)械噴涂、手工刷涂、淋涂和滾涂、熱纏繞、靜電噴涂、冷纏繞等，上述每一種技術(shù)方法均有各自的一定適用性，要根據(jù)管道材料和管道埋地條件綜合選取正確的方法，這樣才能使工藝技術(shù)與實(shí)際相匹配，有效保證涂覆質(zhì)量。

2.4 搬運(yùn)和堆放

管道在搬運(yùn)和堆放過(guò)程中，一定要注意對(duì)外防腐層的保護(hù)，尤其是涂覆層，該處是最容易磨損的。在搬運(yùn)時(shí)，要做到輕吊輕放，避免猛烈撞擊；在吊裝時(shí)，要做到使用軟質(zhì)吊帶、繩索捆綁；在堆放時(shí)，要做到在放置軟墊在底部、層間，保證堆放層數(shù)量，做到不壓薄、壓變形防腐層。

2.5 施工過(guò)程

在工程施工過(guò)程中，長(zhǎng)輸天然氣管道其外防腐層容易受到損傷。施工時(shí)，長(zhǎng)輸管道要搬運(yùn)、堆放、托運(yùn)、吊裝，埋地管道要下溝、回填，對(duì)管道的處理工序一旦出現(xiàn)一點(diǎn)閃失，都會(huì)導(dǎo)致管道防腐層的破壞，進(jìn)而影響防腐效果。

2.6 補(bǔ)口、補(bǔ)傷

對(duì)長(zhǎng)輸管道焊接口補(bǔ)口要根據(jù)SY0061-92、SY/T0420-97、SY/T0422-97、SY/T0315-97、SY/T4013-95、SY4014-93、SY/T0415-96等相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，對(duì)管道損傷處補(bǔ)傷，管道補(bǔ)口補(bǔ)傷的質(zhì)量好壞對(duì)管道的防腐性能會(huì)產(chǎn)生直接影響。一旦處理效果不佳，長(zhǎng)輸管道的防腐效果將大打折扣。因此，應(yīng)該認(rèn)真仔細(xì)按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作、執(zhí)行。

3 結(jié)論

埋地長(zhǎng)輸天然氣管道土壤環(huán)境、氣候與溫度的變化，均會(huì)對(duì)管道的耐用性以及防腐性能產(chǎn)生影響。天然氣在管道輸送過(guò)程中，具有長(zhǎng)距離、高壓力、地域廣和大流量等特點(diǎn)。長(zhǎng)輸管道周?chē)耐寥缹?duì)管道也會(huì)有著不同程度的腐蝕。長(zhǎng)輸管道鋼管內(nèi)壁需要進(jìn)行清洗，主要是為了清除表面的油污、介質(zhì)污染物、塵垢、水分和銹物等，這些物質(zhì)會(huì)極大的提高管道的腐蝕性。長(zhǎng)輸天然氣管道外腐蝕是經(jīng)常發(fā)生的，一般采取外防腐層和陰極保護(hù)等技術(shù)手段來(lái)防止外腐蝕的發(fā)生。當(dāng)然，外防腐層材料選取要恰當(dāng)，外防腐層的破壞也會(huì)陰極保護(hù)效果，陰極保護(hù)技術(shù)功能就有可能發(fā)揮不處理，這樣導(dǎo)致管道嚴(yán)重腐蝕。采取適當(dāng)?shù)牟牧虾头栏胧┛梢杂行У慕档凸艿赖母g性。

[1]Berdzenishvili I G.Functional Corrosion-Resistant Enamel Coatings and Their Adherence Strength[J].Acta Physica Polonica A,2012,121(1):178-180．

[2]祝馨.長(zhǎng)輸管道的腐蝕與防護(hù)[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2006,23(1):51-53.

[3]涂乙,汪偉英,吳萌，等.注水開(kāi)發(fā)油田結(jié)垢影響因素分析[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2010,29(2):97-99.

[4]商同林.埋地管道腐蝕評(píng)價(jià)與維修方法[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2004,23(10):23-25.

[5]鄭偉,帥健,鄭賢斌.埋地長(zhǎng)輸管道腐蝕狀況檢測(cè)技術(shù)[J].石油化工設(shè)備,2007,36(6):71-76.

[6]唐誼平,李建新,黃子陽(yáng)，等.長(zhǎng)輸管線外防護(hù)腐層技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展討論[J].腐蝕與防護(hù)，2009,30(12):860-864．

[7]Hosseini S M A,Jafari A H,Jamalizadeh E.Self–healing corrosion protection by nanostructure sol -gel impregnated with propargyl alcohol[J].Electrochimica Acta,2009,54(28) :7207-7213.