劉裕萍 趙橋生(北京東方華智石油工程有限公司, 河北 廊坊 065000)

油氣儲運(yùn)管道防腐技術(shù)的現(xiàn)狀與應(yīng)用

劉裕萍 趙橋生(北京東方華智石油工程有限公司, 河北 廊坊 065000)

本文分析了目前油氣管道腐蝕因素，結(jié)合國內(nèi)目前油氣管道防腐技術(shù)，提出油氣管道防腐技術(shù)中應(yīng)注意的問題。

油氣儲運(yùn)；油氣管道；防腐技術(shù)

近年來，國家在管道防腐材料和技術(shù)運(yùn)用方面得到了較快的發(fā)展，防腐蝕新材料、新工藝與新設(shè)備持續(xù)產(chǎn)生并獲得普遍運(yùn)用。通過多年的發(fā)展，國內(nèi)防腐技術(shù)也有了很大的進(jìn)步，但防腐技術(shù)在油氣儲運(yùn)管道的運(yùn)用方面仍需加強(qiáng)。

1 油氣管道腐蝕的因素

油氣管道如本身安全性不高，防腐工作不到位，會導(dǎo)致油氣泄漏和資源浪費(fèi)。另外，由于管道采用埋地敷設(shè)、運(yùn)輸距離長使得腐蝕問題的排查和處理的難度相應(yīng)增大。

油氣管道發(fā)生腐蝕的因素跟腐蝕環(huán)境、防腐材料等有緊密的關(guān)系，也和具體的防腐方案以及防腐施工質(zhì)量密切相關(guān)。

油氣管道腐蝕發(fā)生的原因，通常有以下幾個方面：所處環(huán)境，包括環(huán)境溫度、濕度和酸堿度，一般而言，溫度越高、濕度及酸性越大，油氣管道更易發(fā)生腐蝕，且腐蝕程度越大；輸送介質(zhì)，在油氣輸送過程中，當(dāng)輸送介質(zhì)中含有二氧化碳或硫化氫時，若輸送介質(zhì)的水露點(diǎn)控制不當(dāng)，易形成酸性環(huán)境，易造成管道內(nèi)的電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫原子在鋼材中擴(kuò)散，遇到裂縫、空隙、晶格層間錯斷、夾雜或其它鋼材缺陷時，聚結(jié)為氫分子，體積增大造成極大的應(yīng)力，使鋼材鼓包和變脆；施工方面，在施工實(shí)踐中相關(guān)從業(yè)人員的素質(zhì)、管理水平以及工作責(zé)任心等也會影響到油氣管道腐蝕的控制。

實(shí)踐表明造成油氣管道腐蝕的關(guān)鍵原因是防腐層失效。其中，防腐層剝離就是一種嚴(yán)重的防腐層失效現(xiàn)象。防腐層剝離易導(dǎo)致陰極保護(hù)電流屏障、破壞防腐層最后引發(fā)管道腐蝕。

2 防腐技術(shù)在油氣儲運(yùn)管道的運(yùn)用現(xiàn)狀

(1)油氣管道內(nèi)防腐技術(shù) 油氣管道內(nèi)壁接觸的介質(zhì)性質(zhì)相對復(fù)雜，為保證輸送油氣的安全性與流暢性，需要對管道內(nèi)壁實(shí)施防腐處理。油氣中的腐蝕性介質(zhì)容易導(dǎo)致管道積水位置出現(xiàn)開裂，為減少此危害的出現(xiàn)，在管道內(nèi)應(yīng)用緩蝕劑，使管道內(nèi)壁形成保護(hù)膜，將腐蝕環(huán)境與管內(nèi)壁進(jìn)行隔離，降低管道腐蝕速度。在多個油氣儲運(yùn)項目中獲得運(yùn)用的GP-1型緩蝕劑，獲得了相對理想的管道內(nèi)防腐效果。

(2)電化學(xué)保護(hù)技術(shù) 根據(jù)金屬(M)(以鐵為例)-水(H2O)體系的電位-pH圖，將金屬劃分為“不腐蝕”、“鈍化”和“腐蝕”三個區(qū)。該圖在研究金屬腐蝕與防護(hù)方面，已得到廣泛的應(yīng)用?；陔娢?pH圖，得出采用電化學(xué)保護(hù)技術(shù)控制腐蝕的方案。

電化學(xué)保護(hù)技術(shù)主要包含陽極保護(hù)與陰極保護(hù)2種。其中，陽極保護(hù)是指將被保護(hù)的金屬電位升高至鈍化區(qū)，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)而不容易出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)從而達(dá)到防腐效果；陰極保護(hù)是指將被保護(hù)的金屬電極電位降低至非腐蝕區(qū)，使被保護(hù)的金屬作為陰極得到充分極化。依據(jù)油氣管道腐蝕原因，陰極保護(hù)和防護(hù)涂層技術(shù)有效聯(lián)合是最有效的腐蝕控制方案。一方面，能充分施展防腐涂層的防腐效果，另一方面，陰極保護(hù)是基于電化學(xué)腐蝕基礎(chǔ)原理的一種電化學(xué)保護(hù)技術(shù)。這種技術(shù)能有效控制管道腐蝕，延長管道的使用壽命。

(3)油氣管道外防腐層技術(shù) 在油氣運(yùn)輸過程中，采用瀝青類防腐層、合成樹脂類防腐層、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐保溫層等是主要的外防腐層技術(shù)。其主要作用是將管道與腐蝕介質(zhì)進(jìn)行隔離，有效防止管道外壁腐蝕情況的發(fā)生。其中瀝青類防腐層包括煤焦油瓷漆、環(huán)氧煤瀝青等；合成樹脂類防腐層包括聚烯烴膠粘帶、熔結(jié)環(huán)氧粉末(單層或雙層)、三層PE復(fù)合結(jié)構(gòu)、擠出聚乙烯等。

自從1995年從國外引進(jìn)以來，國內(nèi)已經(jīng)在上萬公里的管道中采用了三層PE外防腐層。三層PE外防腐技術(shù)在管道工程建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，有效地提高了管道工程防腐質(zhì)量，減少了管道腐蝕事故的發(fā)生，是目前國內(nèi)外長輸管道中應(yīng)用效果最好的管道外防腐層之一。

3 國內(nèi)運(yùn)用油氣管道防腐技術(shù)中應(yīng)注意的問題

(1)注意材料的選擇 不管是管材還是防腐材料,在選用之前,技術(shù)人員首先應(yīng)熟悉管道所處環(huán)境及施工條件,以環(huán)境的性質(zhì)為基礎(chǔ)選擇管材及防腐材料，防腐材料要依據(jù)其粘合度、絕緣功能、透水性、耐土壤腐蝕性和土壤應(yīng)力等方面實(shí)施選擇。

(2)增強(qiáng)管道項目的質(zhì)量檢測 建立管道腐蝕防護(hù)質(zhì)量評估系統(tǒng)，對及時掌握相關(guān)地質(zhì)、環(huán)境條件，有機(jī)涂層的防腐功能和項目質(zhì)量具有重要作用。評估包含項目設(shè)計時的土坡情況、防腐涂層的各類電化學(xué)指標(biāo)和腐蝕狀況的定期監(jiān)測等。另外對陰極保護(hù)情況也應(yīng)及時作出評估，以便及時掌握管道腐蝕狀況。這些年來，采用數(shù)字管理方法對管道實(shí)施評價已有不少應(yīng)用，依據(jù)參數(shù)的不確定性，將防腐層外觀質(zhì)量、厚度及漏電功能等作為評價因素，建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評價。

4 結(jié)語

隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對能源的需求將持續(xù)增加。油氣能源與需求分布存在很大的不平衡性，因此需要油氣儲運(yùn)系統(tǒng)的建設(shè)更加完善，保障油氣運(yùn)輸?shù)陌踩耘c暢通性。所以，需加大油氣儲運(yùn)管道防腐技術(shù)的研究，防腐技術(shù)水平的提升對于控制油氣管道的腐蝕具有重要意義。

[1]李振生.油氣儲運(yùn)過程管道防腐問題探討[J].化工管理，2014,(20)：176.

[2]朱小林，張東焱.淺析油氣儲運(yùn)中的管道防腐問題[J].科技與企業(yè)，2015,(03)：233.

[3]蘆彬.針對油氣儲運(yùn)中管道防腐技術(shù)進(jìn)行探究[J].化工管理，2013，02：5.