石油天然氣管道工程的關鍵防腐技術分析

關鍵詞：石油天然氣管道;防腐;涂層防腐

前言：近年來我國石油天然氣管道工程領域進步迅速，這種進步在管道防腐方面有著直觀體現(xiàn)。但結合實際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，管道腐蝕問題在我國石油天然氣管道工程中仍較為常見，為盡可能提升石油天然氣管道工程防腐水平，正是本文研究的目標所在。

1.腐蝕類型及防腐機理

1.1管道腐蝕多類型

石油天然氣管道工程的防腐類似可細分為內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕。多方面原因均可能導致內(nèi)壁腐蝕，如石油天然氣管道內(nèi)存在一定水溶液比例，親水膜將在管道內(nèi)部形成，進而慢慢提升管道腐蝕效率，化學反應腐蝕會因此在管道內(nèi)壁出現(xiàn)。受石油天然氣含有的不同雜質(zhì)影響，這類雜質(zhì)可能出現(xiàn)化學反應，進而對管道內(nèi)部進行腐蝕;外壁腐蝕源于管道所處的地下環(huán)境，圍繞地下埋設的石油天然氣管道進行分析可以發(fā)現(xiàn)，電化學腐蝕問題較為嚴重，這一問題與管道厚度同時存在直接關聯(lián)，化學腐蝕在其中并不占據(jù)主要位置[1]。

1.2管道防腐機理

石油天然氣管道工程的防腐主要聚焦化學腐蝕和電化學腐蝕，前者為化學反應引發(fā)的管道腐蝕，常常會導致脫碳現(xiàn)象并導致氧化皮生成。電化學腐蝕源于電解質(zhì)與管道的接觸，進而引發(fā)腐蝕。為實現(xiàn)管道防腐，需要聚焦內(nèi)壁和外壁的防腐措施，內(nèi)壁防腐可使用緩蝕劑、乙二醇等添加劑，以此減緩二氧化碳腐蝕金屬的速度，同時在管道內(nèi)部生成能夠減慢腐蝕的水合物。內(nèi)涂層和襯里保護也屬于常用的內(nèi)壁防腐措施，即通過涂覆層隔離管道與腐蝕物質(zhì)，進而避免腐蝕問題出現(xiàn);外壁防腐需要聚焦外涂層的應用，對于很多埋于地下的石油天然氣管道，土壤的腐蝕性需要引起重視，外涂層可將存在腐蝕性的土壤和管道外部隔離。陰極保護同樣屬于石油天然氣管道外壁防腐的重要方式，具體可分為犧牲陽極和強制電流保護。此外，為更好實現(xiàn)防腐保護，還需要聚焦石油天然氣管道工程的科學設計，防腐方式的優(yōu)選、新型防腐技術的應用均屬于其中關鍵，管道防腐的動態(tài)檢測、維護、修理也需要同時得到重視。

2.關鍵防腐技術

2.1陰極防腐技術

在石油天然氣管道工程的防腐實踐中，陰極防腐技術的應用較為廣泛，該技術的應用主要通過加設電流轉(zhuǎn)化石油天然氣管道的電極，進而實現(xiàn)電化學腐蝕的預防。技術的具體應用需要關注易發(fā)生化學腐蝕的管道位置，同時針對性加設電流，以此得到向陰性極端轉(zhuǎn)化的石油天然氣，金屬電離子轉(zhuǎn)移可由此避免。陰極防腐技術的應用存在兩種操作手段，一種為引入直流電，石油天然氣管道腐蝕可由此向至陽極轉(zhuǎn)化。另一種需要在管道外部連接具備強大負電位的金屬，該金屬存在屬于腐蝕狀態(tài)的表面，進而實現(xiàn)管道工程防腐。陰極防腐技術在實用性和環(huán)保性方面優(yōu)勢顯著，近年來得到廣泛應用。

引入直流電的陰極防腐被稱作強制電流陰極保護技術，該技術需要將直流電源傳入回路，得到呈陰極的被保護金屬，進而保護管道，實現(xiàn)對惡劣及高電阻腐蝕的抵御，存在驅(qū)動電壓高、使用周期長特點，但同時存在無法獨立工作、施工及維護要求高、施工成本高等不足，且會干擾周圍構件并需要常見外供電，因此適用于大型石油天然氣管道工程。使用強大負電位金屬的陰極防腐被稱作犧牲陽極陰極保護技術，該技術可基于電位較負的金屬實現(xiàn)對管道的持續(xù)保護，存在低成本、較為簡單、電流高效率利用、不存在多余干擾等優(yōu)勢，但同時存在土壤電阻率限制使用范圍、驅(qū)動電位低等缺點，僅適用于無電源長輸管道或廠區(qū)管道;

2.2涂層外防腐技術

涂層外防腐技術同樣屬于關鍵的石油天然氣管道工程防腐技術，該技術需要在管道上涂抹防腐材料，通過隔斷氧氣，提升管道防腐性能，無機非金屬涂料技術、改進聚乙烯技術均屬于常用的石油天然氣管道工程涂層外防腐技術。無機非金屬涂料技術主要通過搪瓷或玻璃實現(xiàn)管道外防腐，通過在管道外層涂抹無機非金屬涂料，阻隔管道與空氣，即可得到始終處于穩(wěn)定狀態(tài)的管道，顯著提升其防腐能力，管道的使用壽命也能夠同時延長;改進聚乙烯技術屬于近年出現(xiàn)的新型涂層外防腐技術，聚乙烯二層、聚乙烯三層技術均屬于其中代表，這類技術在我國“西氣東輸”工程中廣泛應用。通過對無機材料和有機材料開展基于納米技術的臨界處理，可得到具備強大防腐性能的改進聚乙烯，該材料在防水和防腐蝕方面均有著出色表現(xiàn)。此外，環(huán)氧樹脂漆、煤焦油瓷漆、石油瀝青等同樣可以作為石油天然氣管道工程的外部防腐涂層，不同材料的性能和質(zhì)地差異顯著，因此需要結合材料條件、土壤性質(zhì)、管道特點針對性選擇涂層外防腐技術，更好提升管道的防腐蝕性能。

2.3一體化防腐技術

石油天然氣管道工程的防腐還可以應用一體化防腐技術，該技術需要綜合應用管端內(nèi)襯不銹鋼管和環(huán)氧粉末防腐，環(huán)氧粉末防腐需要同時用于石油天然氣管道的內(nèi)壁和外部，內(nèi)壁防腐蝕層的連續(xù)完好可得到保證，進而提升整體防腐水平。焊口內(nèi)防腐需要能夠由管端內(nèi)襯不銹鋼管較好滿足，環(huán)氧粉末防腐則能夠同時滿足管道外壁和內(nèi)部的防腐需要。在技術的具體應用中，需要聚焦噴砂除銹、拋丸除銹等處理，進而檢驗處理質(zhì)量，在內(nèi)襯不銹鋼后進行環(huán)氧粉末的內(nèi)外壁噴涂，最后還需要進行涂層質(zhì)量的針對性檢驗。通過在工廠預制完成一體化防腐的所有工序，即可保證該技術更好用于石油天然氣管道工程防腐，粉末涂料和不銹鋼的防腐性能可在這一過程中真正合為一體，施工效率提升也能夠同時實現(xiàn)。結合腐蝕介質(zhì)類別，一體化防腐技術的應用需要針對性選擇不同材質(zhì)的不銹鋼，管道過渡區(qū)的耐腐性能可由此提升，具體需要保證內(nèi)封焊部位的涂層覆蓋厚度至少為20mm。為保證一體化防腐技術應用效果，工廠預制和現(xiàn)場施工必須設法緊密結合，焊接工藝的科學應用也不容忽視。

結論：綜上所述，石油天然氣管道工程防腐需要關注多方面因素影響。在此基礎上，本文涉及的陰極防腐技術、涂層外防腐技術、一體化防腐技術等內(nèi)容，則直觀展示石油天然氣管道工程防腐路徑。為更好提升防腐性能，相關探索還應聚焦新型防腐技術的積極應用、不同防腐技術的針對性選用，保證防腐取得預期效果。

參考文獻：

[1]馬五洲.天然氣輸送管道的腐蝕及對策[J].云南化工，2021，48（06）：141-143.

作者簡介：覃寶強，男，出生年月：1992.04;籍貫：廣西河池市，民族：壯族;最高學歷：大學本科;目前職稱：助理級;研究方向：石油與天然氣工程儲運。