石油管道工程的防腐技術研究

王凌

（中國石油長慶油田公司建設工程處，陜西 西安710086）

采用管道輸送石油是當前物流的重要形式，它具有高效、低耗、連續輸送和自動化程度高等優勢，成為國民經濟和社會發展不可缺少的"生命線"。石油天然氣具有易燃易爆、高能高壓、有毒有害以及環境復雜等特點，決定了石油管道在安全管理上的極其重要性，需要采取科學、實用的方法和技術對輸送管道進行科學管理，重點做好防腐處理，保證石油輸送的安全和正常。

一、石油管道防腐的重要性

石油管道一般為鋼質結構，在環境的作用下會引起管道破壞或變質，產生腐蝕。金屬管道產生腐蝕后，其色澤、外形以及機械性能等都會發生一定的變化，時間長了，就會縮短輸油管道的使用壽命，而且還會影響所輸送的石油物資的質量，嚴重的還可能造成泄漏，污染環境。因此，腐蝕的管道存在著較大的安全隱患，會引起較大的經濟損失和較為嚴重環境污染。

針對石油管道在運行過程中存在的腐蝕問題，必須引起相關部門和企業的高度重視，提高對石油管道防腐工作的重要意義的認識，認真分析和了解腐蝕發生的原因，并采取有效的防護措施，保證管道質量和輸送的安全穩定。

二、石油管道腐蝕的原因分析

從實際的情況進行分析，當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構，有著較為嚴格的質量、規格和施工要求。鋪設石油輸送管道一般采用兩種方式，一是架空，二是埋地。根據現場或其他需要進行選擇。但無論采用那種鋪設方式，金屬管道都會同周圍的其他介質發生接觸，在環境、溫度和其他因素的共同作用下發生化學作用或電化學作用，最后引起管道表面發生銹蝕。

根據管道腐蝕過程的不同,管道腐蝕的原因可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。

1、化學腐蝕。由物質間發生化學作用而引起的腐蝕叫化學腐蝕。當金屬長時間裸露在空氣中時，就會與空氣中的氧氣、硫化氫、二氧化硫、氯氣等發生接觸，在金屬表面上就會生成氧化物、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，同時還會發生脫碳現象。另一方面，管道中輸送的石油品中還含有多種形式的有機硫化物、環烷酸等化學物質，它們的化學特性對金屬管道會產生化學腐蝕。

2、電化學腐蝕。當金屬和電解質溶液發生接觸時，由電化學作用而引起的腐蝕叫電化學腐蝕。當金屬管道與含有水分的大氣、土壤、湖泊、海洋等介質發生接觸時，介質中含有的二氧化碳、二氧化硫、氯化鈉及灰塵都是電解質溶液，而且濃度不同，性質各異。當管道暴露在潮濕空氣中時，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，鐵和雜質緊密接觸，在鐵和雜質之間不斷進行電化學反應。鐵變成鐵離子進入水膜，多余的電子移向雜質，經過反應，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。

三、石油管道的防腐方法

總結和分析現實的情況，可以得出這樣的結論：管道使用壽命很大程度上取決于材料的特性和防腐方法的應用。影響金屬腐蝕的因素有兩個，一是金屬的本性，二是外界的介質。腐蝕是金屬與介質發生反應的結果。從金屬的特性來說，金屬越活潑就越容易被腐蝕。金屬如果較長時間地暴露在潮濕的空氣中，在腐蝕性氣體或電解質溶液的作用下，就容易造成腐蝕。

(一)上管道外防腐

上管道外防腐一般采用刷防銹漆的方式，防銹漆分底漆和面漆，按要求和步驟進行涂刷。根據以往經驗，從現實的應用來看，很多人都采用以紅丹油性防銹漆、紅丹醇酸防銹漆等作底漆。因為這些漆防繡性能好，與鋼鐵表面附著力強。面漆材料有很多種，但實際應用較多的為鋁粉漆。這種漆漆膜堅韌、平滑、附著力強，涂刷在管道上能夠看出明顯的金屬光澤。

(二)埋地管道的防腐絕緣

1、內防腐。內防腐即是在管道內采取措施進行防腐。管道內輸送的石油，由于油品的成分和潔凈度的影響，油品中或多或少地仍殘留一些雜質、水分以及微生物。這些殘留物的存在，就會在管道內壁形成原電池，造成腐蝕。腐蝕產生的銹片會發生掉落，影響了油品的質量。內防腐主要采用耐油防腐涂料。耐油防腐涂料機械性能高,化學穩定性好，不污染油品,而且使用方便。在施工過程中，要求對底材進行仔細認真地處理，用噴丸除銹，而且質量要達到國標要求。然后按規定涂刷耐油防腐涂料，并嚴格控制涂漆厚度。

2、外防腐。外防腐主要采取絕緣方式，根據土壤電阻率的不同分成特加強絕緣、加強絕緣和普通絕緣三級。跟內防腐施工的標準和要求一樣，首先要對底材進行仔細認真地處理除銹，然后采用玻璃絲布和環氧煤瀝青進行防腐絕緣。這種絕緣防腐具有較強的耐細菌腐蝕性、耐油性和抗陰極剝離性，環境適用性強。

(三)埋地管道的電化學保護

電化學腐蝕是金屬發生腐蝕的一個重要因素，它是陰、陽兩種電子相互作用的結果。在電化學腐蝕中，金屬電位高的為陰極，電位低的為陽極，電流從高電位到低電位，低電位金屬失去電子而被氧化，產生腐蝕。如找出另外一些電位比管道低的金屬放在一起，這些電位較低的金屬就失去電子而被腐蝕，從而保護了電位高的埋地管道。

（四）使用液態聚氨酯防腐涂料

這種涂料屬于雙組分，不含任何揮發性溶劑，通常處于液體狀態，兩個組分混合后全部轉化為固體厚膜型涂料，可澆注、涂刷、噴涂,一次成膜。該防腐涂料性能優越，可以滿足任何地質狀況、輸送條件及環境腐蝕的要求，施工性能好,具有優異的耐磨性能，韌性強。液態聚氨酯防腐涂料施工簡單、防腐層質量好并且有利環保，具有明顯的技術經濟優勢，特別是對于補傷、修復舊防腐層和補口比較適用，已經成為目前管道外防腐層修復的主要材料，在我國有著廣泛的應用前景。

隨著技術的進步，石油管道防腐技術已越來越成熟、越先進。但在經濟發展的新形勢下，對石油防腐技術提出了更高的要求，需要科研機構、生產企業及施工企業做更加深入的研究和分析，提高防腐技術的科學性、實用性和安全性。

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