油氣儲運管道防腐技術的現狀與應用

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)

油氣儲運管道防腐技術的現狀與應用

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，結合國內目前油氣管道防腐技術，提出油氣管道防腐技術中應注意的問題。

油氣儲運；油氣管道；防腐技術

近年來，國家在管道防腐材料和技術運用方面得到了較快的發展，防腐蝕新材料、新工藝與新設備持續產生并獲得普遍運用。通過多年的發展，國內防腐技術也有了很大的進步，但防腐技術在油氣儲運管道的運用方面仍需加強。

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，會導致油氣泄漏和資源浪費。另外，由于管道采用埋地敷設、運輸距離長使得腐蝕問題的排查和處理的難度相應增大。

油氣管道發生腐蝕的因素跟腐蝕環境、防腐材料等有緊密的關系，也和具體的防腐方案以及防腐施工質量密切相關。

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

實踐表明造成油氣管道腐蝕的關鍵原因是防腐層失效。其中，防腐層剝離就是一種嚴重的防腐層失效現象。防腐層剝離易導致陰極保護電流屏障、破壞防腐層最后引發管道腐蝕。

2 防腐技術在油氣儲運管道的運用現狀

(1)油氣管道內防腐技術 油氣管道內壁接觸的介質性質相對復雜，為保證輸送油氣的安全性與流暢性，需要對管道內壁實施防腐處理。油氣中的腐蝕性介質容易導致管道積水位置出現開裂，為減少此危害的出現，在管道內應用緩蝕劑，使管道內壁形成保護膜，將腐蝕環境與管內壁進行隔離，降低管道腐蝕速度。在多個油氣儲運項目中獲得運用的GP-1型緩蝕劑，獲得了相對理想的管道內防腐效果。

(2)電化學保護技術 根據金屬(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。該圖在研究金屬腐蝕與防護方面，已得到廣泛的應用。基于電位-pH圖，得出采用電化學保護技術控制腐蝕的方案。

電化學保護技術主要包含陽極保護與陰極保護2種。其中，陽極保護是指將被保護的金屬電位升高至鈍化區，使其處于穩定狀態而不容易出現化學反應從而達到防腐效果；陰極保護是指將被保護的金屬電極電位降低至非腐蝕區，使被保護的金屬作為陰極得到充分極化。依據油氣管道腐蝕原因，陰極保護和防護涂層技術有效聯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，陰極保護是基于電化學腐蝕基礎原理的一種電化學保護技術。這種技術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 在油氣運輸過程中，采用瀝青類防腐層、合成樹脂類防腐層、硬質聚氨酯泡沫塑料防腐保溫層等是主要的外防腐層技術。其主要作用是將管道與腐蝕介質進行隔離，有效防止管道外壁腐蝕情況的發生。其中瀝青類防腐層包括煤焦油瓷漆、環氧煤瀝青等；合成樹脂類防腐層包括聚烯烴膠粘帶、熔結環氧粉末(單層或雙層)、三層PE復合結構、擠出聚乙烯等。

自從1995年從國外引進以來，國內已經在上萬公里的管道中采用了三層PE外防腐層。三層PE外防腐技術在管道工程建設中發揮了重要作用，有效地提高了管道工程防腐質量，減少了管道腐蝕事故的發生，是目前國內外長輸管道中應用效果最好的管道外防腐層之一。

3 國內運用油氣管道防腐技術中應注意的問題

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

(2)增強管道項目的質量檢測 建立管道腐蝕防護質量評估系統，對及時掌握相關地質、環境條件，有機涂層的防腐功能和項目質量具有重要作用。評估包含項目設計時的土坡情況、防腐涂層的各類電化學指標和腐蝕狀況的定期監測等。另外對陰極保護情況也應及時作出評估，以便及時掌握管道腐蝕狀況。這些年來，采用數字管理方法對管道實施評價已有不少應用，依據參數的不確定性，將防腐層外觀質量、厚度及漏電功能等作為評價因素，建立數學模型進行評價。

4 結語

隨著中國經濟的持續發展，對能源的需求將持續增加。油氣能源與需求分布存在很大的不平衡性，因此需要油氣儲運系統的建設更加完善，保障油氣運輸的安全性與暢通性。所以，需加大油氣儲運管道防腐技術的研究，防腐技術水平的提升對于控制油氣管道的腐蝕具有重要意義。

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