周耀(中化興中石油轉(zhuǎn)運(yùn)(舟山)有限公司，浙江 舟山 316000)

0 引言

石油作為重要的戰(zhàn)略物資，對(duì)工業(yè)發(fā)展有著不可替代的作用。由于材料的特殊性，石油在運(yùn)輸和儲(chǔ)備的過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)楦g而造成損失。所以要增強(qiáng)管道以及儲(chǔ)存罐的防腐特性保證石油的運(yùn)送以及儲(chǔ)備穩(wěn)定。

1 造成石油管道與儲(chǔ)罐腐蝕的原因

石油作為一種重要的能源，在外表上呈現(xiàn)粘稠與深褐色，為液體狀。由于石油廣泛應(yīng)用在能源供給工業(yè)制造等工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中，所以也被稱為工業(yè)的血液，在戰(zhàn)爭(zhēng)和日常國(guó)家發(fā)展中，石油也被稱為首要的戰(zhàn)略級(jí)能源物資，由此可見石油的重要程度。隨著工業(yè)化的迅速發(fā)展，石油的需求量逐年增加，我國(guó)作為石油的消耗大國(guó)之一，對(duì)石油有著廣泛的需求，所以對(duì)石油的運(yùn)輸以及儲(chǔ)存等工作非常嚴(yán)格[1-2]。因?yàn)楦鬏斢凸艿酪约皟?chǔ)存罐使用頻率高，時(shí)間長(zhǎng)，而且大部分石油管道與儲(chǔ)罐的制作材料為金屬，但是石油作為一種天然能源，其本身存在少量的硫化物等成分，而這些成分會(huì)對(duì)金屬造成一定的腐蝕。從全球角度出發(fā)，石油資源的大量需求，以及各國(guó)之間對(duì)石油資源的激烈競(jìng)爭(zhēng)，所以油田為了增加石油的開采量，滿足國(guó)家發(fā)展對(duì)石油的需要往往會(huì)在石油中加入許多添加劑，從而導(dǎo)致石油的含硫量越來(lái)越多，因此加劇了對(duì)管道的腐蝕，導(dǎo)致管道與儲(chǔ)罐的使用壽命并不能依據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)的石油管道大部分都是由金屬材料構(gòu)成，但是這些材料在使用的過(guò)程中往往受到環(huán)境及氣候等因素的影響。從兩者之間會(huì)發(fā)生間質(zhì)性反應(yīng)，導(dǎo)致管道與儲(chǔ)罐出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。所以管道的施工方式并不能緩解管道的腐蝕情況，無(wú)論是深埋施工還是架空施工，都會(huì)造成金屬的逐漸腐蝕。管道的腐蝕反應(yīng)最主要的原因是金屬與環(huán)境氣候等各類因素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)反應(yīng)等原因。

2 對(duì)石油管道的防腐措施

2.1 保護(hù)膜涂層防腐

保護(hù)膜防腐實(shí)質(zhì)上指的就是通過(guò)為石油管道通過(guò)相應(yīng)的適配的化學(xué)材料，對(duì)石油管道的外層環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，從而將石油管道和外界相隔離，減少外界腐蝕因素對(duì)石油管道造成的損害，從而達(dá)到石油管道的防腐處理。一般來(lái)講，保護(hù)層防腐是石油管道防腐中最常見的保護(hù)方式之一，該方案具有價(jià)格便宜和操作方面的優(yōu)勢(shì)，所以在實(shí)際的石油管道防腐保護(hù)中得到了大量的應(yīng)用。雖然該方法較為實(shí)用，但是在實(shí)際應(yīng)用中還是有著許多問(wèn)題需要進(jìn)一步的改進(jìn)，其中最主要的問(wèn)題就是涂層容易遭受到損害[3-4]。在石油的實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中，因?yàn)楣艿罆r(shí)常和外界事物產(chǎn)生碰撞和摩擦，所以久而久之便會(huì)造成石油外涂層的磨損損害。因此降低了涂層的使用壽命，從而導(dǎo)致其防腐效果達(dá)不到理想目標(biāo)。為了減少這種情況的發(fā)生，就要依據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行進(jìn)一步的處理，選擇恰當(dāng)?shù)姆雷o(hù)保護(hù)方法，首先可以對(duì)涂層的原料進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，讓涂層盡可能的達(dá)到最優(yōu)的防腐保護(hù)效果，所以在實(shí)際的防涂層材料中，常使用二層聚乙烯，三層聚乙烯等成分。將優(yōu)化后的燃料對(duì)水管道與儲(chǔ)存罐進(jìn)行再次的涂層技術(shù)方面的加工，盡量保證涂層可以滿足管道和儲(chǔ)存罐的防護(hù)需要。在實(shí)際應(yīng)用中石油管道與儲(chǔ)存罐的防腐，往往需要實(shí)行三層涂層防護(hù)處理，首先管道與儲(chǔ)存罐最里面的一層涂料往往是環(huán)氧粉末，中間一層為粘結(jié)劑，圖層的最外層為聚烯烴。三層防護(hù)涂層技術(shù)可以有效的對(duì)石油管道進(jìn)行防腐最大限度的提升，最終減少了在實(shí)際過(guò)程中因?yàn)榕鲎矓D壓造成的防腐涂層的損壞，從而降低石油管道儲(chǔ)存罐的防腐效果。能夠有效避免石油管道與儲(chǔ)存罐，因?yàn)楦g帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和危險(xiǎn)。

2.2 陰極保護(hù)

陰極保護(hù)技術(shù)的使用由來(lái)已久，最開始出現(xiàn)于上世紀(jì)三十年代，工業(yè)的快速發(fā)展大大增加了石油的需要，所以在科技的日新月異下，陰級(jí)保護(hù)技術(shù)開始用于管道與儲(chǔ)存罐的防護(hù)處理。該技術(shù)在五十年代得到了廣泛應(yīng)用，其防護(hù)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有了成熟的運(yùn)營(yíng)體系[5-6]。該技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)在于涂層保護(hù)中的許多缺陷都可以由該技術(shù)進(jìn)行彌補(bǔ)和完善，利用該技術(shù)，可以對(duì)原有的促成保護(hù)技術(shù)進(jìn)行彌補(bǔ)，從而提高石油管道和儲(chǔ)存罐在使用過(guò)程中的防腐效果和安全性。該技術(shù)發(fā)展成熟有明確的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)謹(jǐn)高效的流程標(biāo)準(zhǔn)，另外該方法在實(shí)際應(yīng)用中操作簡(jiǎn)單并且價(jià)格低廉，而且在環(huán)境保護(hù)方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)地下環(huán)境不會(huì)起到破壞和污染影響，還可以保護(hù)管道與儲(chǔ)存罐的電流環(huán)境，對(duì)雜散電流進(jìn)行排流。

2.3 活性金屬防腐

在石油管道與儲(chǔ)存罐中腐蝕原因中，大部分原因是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)導(dǎo)致，所以對(duì)導(dǎo)致水管道腐蝕的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行研究，對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行探索，可以減緩腐蝕情況。其主要化學(xué)反應(yīng)指的是家屬材料，在化學(xué)反應(yīng)中為陽(yáng)性，其性質(zhì)相對(duì)活躍，所以在失去了電子產(chǎn)生了因陽(yáng)離子時(shí)，便會(huì)形成陽(yáng)極。同樣的陰離子也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的效果形成引起陰極，所以就會(huì)導(dǎo)致管道產(chǎn)生類似電池的效果，從而加速管道腐蝕[7]。通過(guò)該化學(xué)反應(yīng)原理可以進(jìn)行管道改良，例如在管道中加入比管道金屬更加活躍的金屬元素讓該元素首先被氧化形成陽(yáng)離子，降低了石油管道自身所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，從而降低了管道的氧化情況，起到延緩腐蝕、保護(hù)管道的作用。

2.4 上管道外防腐

上管道外防腐指的是對(duì)管道進(jìn)行刷防銹漆，防銹漆一般包括兩種底漆與面漆兩種。底漆有著抗腐蝕和粘合力強(qiáng)的特點(diǎn)，面漆往往采用韌性較強(qiáng)的鋁粉漆在涂抹的過(guò)程中要依據(jù)嚴(yán)格的工序步驟進(jìn)行，該防腐技術(shù)主要是減少環(huán)境地質(zhì)和氣候等原因?qū)艿赖呢?fù)面效果。通過(guò)物理方式為管道進(jìn)行保護(hù)層防護(hù)，從而減少外側(cè)的腐蝕，但是管道內(nèi)側(cè)卻無(wú)法得到相應(yīng)的保護(hù)效果，所以在使用外層涂抹防護(hù)的同時(shí)，還要對(duì)內(nèi)側(cè)的防腐進(jìn)行相關(guān)的處理。

3 石油儲(chǔ)存罐的防腐

3.1 石油儲(chǔ)存罐罐內(nèi)防腐

在石油儲(chǔ)藏罐的防腐中。罐內(nèi)防腐是最重要的部分。在實(shí)際的防腐操作中，一般依據(jù)不同的原油種類進(jìn)行相應(yīng)的儲(chǔ)存罐裝填。比如汽油與柴油等不同原油都需要不同的儲(chǔ)存罐裝備，一般儲(chǔ)存罐包括頂罐和浮頂罐的兩種。不同種類的儲(chǔ)存罐，其防腐處理也有著很大不同。依據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，罐內(nèi)防腐是最重要的環(huán)節(jié)，由于罐內(nèi)是石油液體的直接接觸部位，所以根據(jù)罐內(nèi)接觸部位的不同，也會(huì)有著不一樣的防腐技術(shù)，例如有些地方主要受到電腐蝕，有些地方受到化學(xué)腐蝕。

一般來(lái)講，對(duì)石油液體直接接觸的部分，往往受到氣體腐蝕，腐蝕氣體主要為酸性氣體，還有一些成分是在石油輸入的過(guò)程中所帶進(jìn)的二氧化碳或者是水蒸汽。這些成分會(huì)與石油的一些揮發(fā)氣體進(jìn)行化學(xué)作用，產(chǎn)生一定的酸性氣體，從而導(dǎo)致石油罐的頂端腐蝕，該過(guò)程往往被稱作氧氣去極化反應(yīng)，該化學(xué)反應(yīng)會(huì)對(duì)儲(chǔ)存罐頂部造成相當(dāng)嚴(yán)重的腐蝕，根據(jù)實(shí)際腐蝕情況，氣體腐蝕效果甚至比直接接觸石油液體部分的罐體嚴(yán)重許多，甚至能超出后者10倍以上[8]。還有一種情況是在進(jìn)行石油運(yùn)輸中會(huì)因?yàn)楣摅w的不穩(wěn)定產(chǎn)生石油的碰撞晃動(dòng)的情況，這種情況會(huì)導(dǎo)致石油產(chǎn)生更多的揮發(fā)氣體，揮發(fā)氣體和液體交融的地方會(huì)造成更加嚴(yán)重的腐蝕，甚至比氣體單腐蝕情況還要嚴(yán)重。

除了不與石油直接接觸的罐頂位置，罐壁和罐底等直接接觸石油的地方也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的腐蝕，一般來(lái)講罐壁和罐底時(shí)間過(guò)長(zhǎng)便會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)改變，與罐壁不同，罐底的腐蝕因素較為復(fù)雜，首先是水分子堆積導(dǎo)致的腐蝕，另外由于石油中的各項(xiàng)雜質(zhì)堆積所導(dǎo)致的腐蝕。這其中不僅僅是化學(xué)腐蝕，還包括電化腐蝕等情況，總的來(lái)講，其最主要的腐蝕情況還是化學(xué)腐蝕。針對(duì)這種情況最常用的是涂層防腐技術(shù)，在材料選擇上要選擇具備耐酸堿腐蝕以及具有強(qiáng)附著力特點(diǎn)的材料進(jìn)行，其中環(huán)氧類涂料的使用較為廣泛，而且碳納米聚合物也因?yàn)榫哂袃?yōu)秀的強(qiáng)耐溫性，大量應(yīng)用在輕儲(chǔ)罐的防腐蝕處理中。另外還可以使用陰極保護(hù)技術(shù)對(duì)儲(chǔ)存罐進(jìn)行電氣化防防腐。另外還要注意在設(shè)計(jì)儲(chǔ)存罐的研發(fā)階段，首先要斷儲(chǔ)存罐中經(jīng)常被腐蝕或者是腐蝕嚴(yán)重的部位進(jìn)行強(qiáng)化處理，例如增加金屬的材料厚度，從而延長(zhǎng)儲(chǔ)罐的壽命，并且在儲(chǔ)罐的使用中要定期進(jìn)行維修檢查，查看罐內(nèi)的腐蝕情況降低，由于腐蝕帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和事故。

3.2 儲(chǔ)罐外防腐

儲(chǔ)罐防腐除了除罐內(nèi)防腐，還包括儲(chǔ)罐外防腐。儲(chǔ)罐外壁受到的腐蝕主要來(lái)源于空氣環(huán)境，也就是常說(shuō)的大氣腐蝕。在實(shí)際情況中，罐壁外的腐蝕程度往往和罐體所經(jīng)過(guò)的區(qū)域氣候和環(huán)境有著密切的關(guān)系，另外也會(huì)受到空氣質(zhì)量等環(huán)境因素的影響。比如在我國(guó)沿海城市，由于沿海城市的水氣和濕氣與內(nèi)陸地區(qū)相比明顯較高，并且沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，工業(yè)發(fā)展程度高，其空氣污染也比較高，因此導(dǎo)致空氣中的各類污染物要高于內(nèi)陸地區(qū)，比如二氧化硫與二氧化碳的含量。所以這些空氣污染成分便會(huì)對(duì)儲(chǔ)罐的外壁造成腐蝕，所以需要在罐外進(jìn)行涂層處理材料，要選擇能夠防水的油漆與油脂等材料，也可以選擇具有防酸性的環(huán)氧類涂料。另外提高石油的品質(zhì)和選擇耐腐蝕材料，石油在進(jìn)行入罐儲(chǔ)存時(shí)，要做好相應(yīng)的處理，盡量減少相應(yīng)的具有腐蝕性添加劑，盡量選擇耐磨性好的罐體材料，以此來(lái)避免不銹鋼材料經(jīng)常出現(xiàn)的點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致的開裂現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

石油作為工業(yè)化發(fā)展的最重要戰(zhàn)略物資之一，對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全有著重要的意義。所以在石油管道的運(yùn)輸和儲(chǔ)備中做好這類工作是維護(hù)石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備任務(wù)安全與保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的重要工作，必須給予相應(yīng)的重視。想要減少石油管道和儲(chǔ)存罐的腐蝕，就要依據(jù)實(shí)際情況選擇各類保護(hù)方法，另外在能源方面也要提高石油的本身質(zhì)量，選擇防腐效果好的材料進(jìn)行管道和儲(chǔ)罐的制作。