摘 要:石油管道是資源運(yùn)輸?shù)闹饕緩?,直接關(guān)系到資源的運(yùn)輸效率。隨著石油工業(yè)的發(fā)展,社會(huì)逐漸提高對(duì)石油管道的重視度,特別是管道防腐,積極構(gòu)建運(yùn)輸石油的穩(wěn)定環(huán)境。針對(duì)石油管道防腐,提出有效的工程技術(shù),確保石油管道的優(yōu)質(zhì)狀態(tài)。因此,本文通過對(duì)石油管道工程的現(xiàn)狀進(jìn)行研究,分析防腐技術(shù)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:石油資源;管道工程;防腐技術(shù)
中圖分類號(hào):TE988.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-7344(2018)18-0357-01
管道工程是石油資源運(yùn)輸?shù)某S猛緩?,既可以避免石油在運(yùn)送過程中出現(xiàn)損失,又可以提高石油的運(yùn)輸效率。為保障石油管道的質(zhì)量價(jià)值,必須降低管道腐蝕影響。目前,石油工程建設(shè)的過程中,主動(dòng)利用防腐技術(shù),改善管道運(yùn)輸環(huán)境,提高運(yùn)輸水平?;谑唾Y源的特殊性,重點(diǎn)加強(qiáng)管道防腐的建設(shè)力度,做好科學(xué)防腐的工作,確保石油管道工程的安全性,穩(wěn)定管道性能。
1 石油管道腐蝕的原因分析
從實(shí)際的情況進(jìn)行分析,當(dāng)前石油輸送管道采用的是直縫電阻焊鋼管、碳素鋼無縫鋼管和螺旋焊縫鋼管,都是較為特殊的鋼材結(jié)構(gòu),有著較為嚴(yán)格的質(zhì)量、規(guī)格和施工要求。鋪設(shè)石油輸送管道一般采用兩種方式:①架空;②埋地。根據(jù)現(xiàn)場或其他需要進(jìn)行選擇。但無論采用那種鋪設(shè)方式,金屬管道都會(huì)同周圍的其他介質(zhì)發(fā)生接觸,在環(huán)境、溫度和其他因素的共同作用下發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用,最后引起管道表面發(fā)生銹蝕。根據(jù)管道腐蝕過程的不同,管道腐蝕的原因可以分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種。
(1)化學(xué)腐蝕。由物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕。當(dāng)金屬長時(shí)間裸露在空氣中時(shí),就會(huì)與空氣中的氧氣、硫化氫、二氧化硫、氯氣等發(fā)生接觸,在金屬表面上就會(huì)生成氧化物、硫化物或氯化物等。通常,金屬管道在干燥和常溫的空氣里并不容易被腐蝕,但在高溫下就容易被氧化,同時(shí)還會(huì)發(fā)生脫碳現(xiàn)象。另一方面,管道中輸送的石油品中還含有多種形式的有機(jī)硫化物、環(huán)烷酸等化學(xué)物質(zhì),它們的化學(xué)特性對(duì)金屬管道會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。
(2)電化學(xué)腐蝕。當(dāng)金屬和電解質(zhì)溶液發(fā)生接觸時(shí),由電化學(xué)作用而引起的腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。當(dāng)金屬管道與含有水分的大氣、土壤、湖泊、海洋等介質(zhì)發(fā)生接觸時(shí),介質(zhì)中含有的二氧化碳、二氧化硫、氯化鈉及灰塵都是電解質(zhì)溶液,而且濃度不同,性質(zhì)各異。當(dāng)管道暴露在潮濕空氣中時(shí),由于管道表面的吸附作用,就容易使管道表面覆蓋上一層極薄的水膜。這時(shí),鐵和雜質(zhì)緊密接觸,在鐵和雜質(zhì)之間不斷進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。鐵變成鐵離子進(jìn)入水膜,多余的電子移向雜質(zhì),經(jīng)過反應(yīng),生成氫氧化鐵,附著在鐵表面,形成紅褐色鐵銹,這樣,管道便很快被腐蝕了。
2 石油管道工程的防腐技術(shù)
根據(jù)石油管道工程發(fā)生腐蝕的分類情況,提出可用的防腐技術(shù),確保石油管道的穩(wěn)定環(huán)境,有效防止管道腐蝕。
2.1 陰極防腐技術(shù)
陰極防腐技術(shù)主要是抑制電化學(xué)腐蝕,在電化學(xué)腐蝕的多發(fā)地帶,增設(shè)外加電流,轉(zhuǎn)化石油管道在腐蝕反應(yīng)中的角色,作為陰極端,抑制金屬離子轉(zhuǎn)移。主要的保護(hù)技術(shù)分為兩種:①利用直流電,直接通向管道,將腐蝕成功引向陽極,防止管道腐蝕;②控制負(fù)電位,采用負(fù)性電位比較強(qiáng)的金屬,連接在管道外部,遵循金屬負(fù)電位>管道的原則,促使腐蝕反應(yīng)發(fā)生在負(fù)性比較強(qiáng)的金屬表面,以此實(shí)現(xiàn)管道保護(hù)。
2.2 涂層外防腐技術(shù)
涂層外防腐技術(shù)在管道防腐中比較常用,具備成本適宜、效果明顯的特點(diǎn)。涂層外防腐的原理是:阻隔管道與含氧物質(zhì)的接觸,合理利用涂料,完善管道。此技術(shù)的防腐效果與技術(shù)發(fā)展有密切的關(guān)系,例舉效益比較高的涂層外防腐技術(shù),體現(xiàn)管道防腐的水平。
(1)無機(jī)非金屬。在傳統(tǒng)涂層技術(shù)的基礎(chǔ)上,利用新技術(shù),提高管道抗腐蝕、抗氧化的能力。將陶瓷類的絕緣涂層,涂刷于管道外壁,穩(wěn)定管道金屬壁,防止化學(xué)反應(yīng),除此以外,還包括玻璃、搪瓷等涂料,不僅可以防止管道腐蝕,還可以避免管道磨損,此技術(shù)的應(yīng)用逐漸成熟,在鋼制材料石油管道中應(yīng)用最為廣泛,防腐的效果非常明顯,延長管道的使用壽命。
(2)環(huán)氧涂層。此技術(shù)比較復(fù)雜,首先需要配合涂料,合理搭配環(huán)氧材料、粘合劑以及復(fù)合材料等,融合成新型涂料,體現(xiàn)高性能的機(jī)械特點(diǎn),基本可以用于各類材質(zhì)的石油管道,屬于先進(jìn)技術(shù),防腐蝕能力較好。
(3)改性涂層。利用納米技術(shù),臨界與有機(jī)和無機(jī)材料,實(shí)行充分改進(jìn)后,用于石油管道,體現(xiàn)抗水、防腐能力。
2.3 緩蝕防腐技術(shù)
緩蝕技術(shù)是管道防腐最基礎(chǔ)的方式,直接在石油管道工程施工時(shí),增加緩蝕劑具備防腐特性的試劑,避免石油管道受化學(xué)反應(yīng)的影響,出現(xiàn)腐蝕,還可抵抗環(huán)境輻射,緩蝕劑不能完成主體防腐,所以其在防腐技術(shù)中屬于輔助性的,在延緩管道腐蝕的基礎(chǔ)上,配合其他防腐技術(shù),完成管道防腐。
2.4 內(nèi)部防腐技術(shù)
由于運(yùn)輸石油的質(zhì)量存在差異,石油內(nèi)各物質(zhì)的含量程度不同,對(duì)內(nèi)部管道造成一定的腐蝕,利用內(nèi)部防腐技術(shù),確保內(nèi)管道穩(wěn)定。對(duì)石油內(nèi)部管道實(shí)行耐油防腐處理,此類涂料穩(wěn)定性強(qiáng),既不會(huì)對(duì)運(yùn)輸石油產(chǎn)生影響,也不會(huì)造成管道污染,強(qiáng)化內(nèi)管道的性能。實(shí)際工程中,確保底材工藝完成后,進(jìn)行除銹,達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后,涂抹耐油材料,根據(jù)石油管道的具體情況,確定耐油厚度,避免影響內(nèi)部空間。
3 石油管道工程防腐技術(shù)的發(fā)展
目前,針對(duì)石油管道工程的防腐處理,主要是利用科學(xué)的防腐技術(shù),在石油管道使用或施工的過程中,給予防腐干預(yù),一旦防腐技術(shù)出現(xiàn)問題,同樣不能抑制腐蝕發(fā)生,而且防腐技術(shù)對(duì)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕效果明顯,在生物腐蝕方面并沒有體現(xiàn)高效性,只能單純阻擋生物與管道接觸,無法避免防腐技術(shù)自身的影響。
4 結(jié)束語
防腐技術(shù)著實(shí)提高石油管道工程的穩(wěn)定能力,避免石油運(yùn)送受到腐蝕干擾,同時(shí)避免石油本身對(duì)管道的影響。防腐技術(shù)在使用與發(fā)展的過程中,表現(xiàn)出成熟狀態(tài),發(fā)揮防腐效益,營造安全的管道環(huán)境。隨著石油事業(yè)的開發(fā),管道防腐上面臨巨大壓力,必須借助科學(xué)技術(shù)的支持,才可體現(xiàn)管道防腐的明顯效果,優(yōu)化管道環(huán)境。
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收稿日期:2018-5-24