輸油管道防腐技術與措施

孫振偉

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

目前，我國大部分輸油管道都是埋地的。但土壤會不同程度地腐蝕金屬管道，泄漏問題出現后并不容易被檢測，也不容易修復。當金屬材料管道與周圍材料相接觸后，會形成化學及電化學的相互作用，導致金屬管道表面腐蝕。這種現象很常見。金屬管材如果被腐蝕后，其機械性能、色澤和外形等均會改變，嚴重影響油品質量，或者減少了輸油管道的使用壽命，又或者引起了嚴重的泄漏污染。可以看出，金屬腐蝕造成的損失巨大。所以，有必要研究腐蝕問題并采取相應的預防方法。

1 輸油管道防腐工作的意義

1.1 提高工作效率

在新形勢下，輸油管道防腐材料的發展已成為推動社會進步的重要標志和提高石油企業經濟效益的核心力量。防腐材料的使用極大提高了石油企業的效率和質量，實現了資源的優化利用。對于傳統輸油管道的防腐，將采取相應的隔離措施，確保管道的正常運行，促進資源的有效利用。隨著防腐材料的發展，越來越多的先進技術和輸油管道投入使用，帶來了連續的工藝流程和越來越少的勞動力需求，可以有效地降低勞動力成本，同時提高工作效率和質量。

1.2 提高輸油管道的工作效率

輸油管道的發展必須始終滿足油品輸運工作和發展的實際需要。防腐方案的選擇必須根據輸油管道的性能和實際工作條件，只有結合輸油管道的有效利用，結合輸油管道防腐方案的適用情況，才能使輸油管道的效益最大化，提高輸油企業的經濟效益。在選擇輸油管道防腐方案時，通過對實際情況的考察，分析相似情況下輸油管道腐蝕問題出現的原因，檢查潛在問題，從而選用適合的防腐方案確保輸油管道的正常運行。合理選用防腐方案可以節省大量成本。同時，對于已建設的輸油管道，可以分析運行參數、檢測管道防腐的損耗度，了解輸油管道的當前壽命和使用情況，以便進行故障檢測及維護。

2 輸油管道中腐蝕問題出現的原因

2.1 化學腐蝕

油品并非一個單純的化學物質，它包括很多不同的物質，特別是各種烷烴和硫化物。這種物質最易與管道產生化學反應而造成腐蝕。而且，一些管道裸露在環境中，水與其他物質的作用與混合都會造成腐蝕。在這些物質中，氧、氯、硫化物等所占比例最大，稱為化學腐蝕。

2.2 電化學腐蝕

這種腐蝕現象大多是由電荷運動所造成的，在日常生活中也十分普遍。因此，由于使用了二次電池而造成的電極腐蝕就是由于電荷運動而產生的腐蝕過程。更值得注意的是，在油氣輸送系統中，電化學腐蝕的風險也較大，因為它是和水分子在管道中的長時間貯存密切相關，所以管道的金屬表面很容易受到管道中這些水分子的電化學腐蝕而產生化學反應。

2.3 金屬材料的不均勻腐蝕

由于輸油管道的金屬設計不均勻，潛在性能不理想，且輸油管道的腐蝕是由電荷運動引起的，由此金屬材料產生不均勻腐蝕，更加快腐蝕速率。當然，這種情況的發生也與管道建設周期長有關，只有在改造不及時的情況下才會發生上述情況。此外，管道運輸過程中新舊管道的交叉會導致相應腐蝕因素的移動，最終導致管道腐蝕。

3 輸油管道設備管理維護措施分析

3.1 添加緩蝕劑

在輸油管道施工中，可以適當添加緩蝕劑，這可以極大促進輸油管道的防腐能力。這種方法的主要優點是技術要求低和應用成本低。然而，使用該技術處理輸油管道存在一些缺陷。這個過程非常復雜，需要大量的維護工作。此外，輸油管道材料多樣，單一的緩蝕劑不能充分發揮輸油管道的腐蝕作用。因此，有必要使用多種緩蝕劑，以便對輸油管道的腐蝕能產生良好的效果。

3.2 涂層保護技術

石油瀝青是一個常用的涂層物質，可直接從原油中獲得，其具備成本低、施工簡便的特性。不過，如果管材有較大的隔熱性能要求，應該采用聚氨酯泡沫聚乙烯護套材作為外涂膜。外涂膜的防腐可分為改性涂料、無機非金屬涂料和環氧涂膜。無機非金屬涂料介質大多為陶瓷，當涂到管材外壁后，將形成一道耐腐蝕阻隔層。環氧涂料廣泛用作膠黏劑、復合材料和環氧材料，使用領域廣闊，使用結果很好。改性涂層主要是通過使用納米技術，即通過對無機涂料和有機涂層的改良與完善，防腐防水性能非常好。在整個技術使用流程中，必須按照管道的綜合情況決定的涂料技術，以最大限度地提高涂層技術的應用效率。

3.3 建立長輸管道日常維護制度

為減少長輸管線的故障率，必須堅持分類、分層檢查技術，形成完備的管理檢查系統。在平時安裝維修時，有必要查看管線破損的情況，及時發現損壞，及早采取維修對策，由被動變為主動，把安全隱患的風險減至最低。在日常安全保養與檢測流程中，應當認真對待每一環節，及時發現管線運行中的異常情況。長距離管線清掃應當根據有關要求實施，以便及時排除故障。

3.4 新型防腐材料

以液態聚氨酯防腐涂料為例，為了有效控制管道的腐蝕，可采用液態聚氨酯防腐涂料來進行管道的防腐蝕處理。該涂料是一類雙組分材料，不揮發，且大部分都以液態形態出現。當這兩個部分相互混合時，涂料就形成了一個固體厚膜涂料，能夠實現澆注和涂抹，從而可以在管子外面產生保護層，以便更有效地防護管子。該種涂料還可適用于不同的地質條件和自然環境，從而可以更有效控制管子的質量腐蝕。該材料的耐磨性和強度都是最理想的，不至于對周圍的自然環境造成影響，其使用優勢明顯。這種材質在管線修補和防腐涂料修補方面有著很大的使用優勢，是管線外防腐涂料修補的主要選擇。

3.5 內外涂層保護措施

首先，從我國目前的管道防腐蝕措施來看，大多數將采用雙重防護，即外防腐蝕涂層與內陰極保護。外防腐層也是埋地管線的第一道防護屏障，防腐效果可達95%。如果這個保護工作做得不好，會嚴重干擾整條管線的工作。常用的外涂保護措施為三層的聚烯烴結構涂料，一般分為3PE和3PP。在鋼管采用3PE前，必須先通過中頻感應升溫系統，使鋼管表面的熱穩定性增加至200~250℃，然后再通過熔化的環氧粉末，使涂層防腐面具有超高耐腐蝕的性能，從而全面提高鋼管的抗腐蝕性能。其次，也可以選擇內部涂層保護措施。這段管線運輸的是石油與水的混合液。原油中帶有硫化氫、二氧化碳等多種腐蝕性成分。因此改善鋼材耐腐蝕性能的最有效辦法之一就是在管道內鋪設保護層，能夠拉長鋼材的壽命，經濟實惠。

4 輸油管道腐蝕檢測技術

4.1 輸油管道防腐層檢測技術

有必要針對輸油管道的防腐工藝的問題以及管道防腐測試工藝的問題，分析測試工作的全面性與準確度。目前，進行管道腐蝕測試的主要設備是電流探測器和電感探測器。應定期拆除并放置探頭，以進行稱重和計算。注意檢查管道材料的腐蝕速度和腐蝕現象，腐蝕處理應有一定的依據。要更高效地監測土壤腐蝕情況，須通過微觀和統計的腐蝕探測儀評價和解析觀測點的腐蝕地貌、腐蝕因子等參數，以優化監測網絡，并彌補常規檢測的空白。對外部防腐層的檢查，目前主要使用多頻管電流法。這種測量技術，主要通過變送器在管線中的一個點給管線提供交流信號。當信號輸出電流在管線中傳播時，就會形成相應的電磁場，和管線中的流電量成正比。利用通過磁場的電流分量，檢測管道的信號電壓變化。當電流減少時，表明防腐層受損。同時，可以通過不同檢測點間的距離和電流值檢測防腐層的質量。該測試技術也是油氣管線防腐測試中最為普遍的測試方式。所用設備的重量輕，使用簡單。磁場一般用電流傳感器測量。

4.2 管道腐蝕檢測技術

相關的管道腐蝕測試技術，包括超聲波內部測試技術、超聲波導波技術、鋼管壁厚分析技術等。超聲醫學導波法一般用于固態物質的測試。固態物質中存在二個主要的信號形式，即縱波和橫波。當超聲波傳播介質被束縛于某一界內后，在其邊緣就會反射超聲波，從而產生超聲導波。在超聲導波的過程中，導波的傳遞受到了聲音頻譜和材料厚度的共同作用。在碰到與壁厚不同的位置后，能量就會因為壁厚的增大或減小而被反彈回去。隨著管道壁厚的增加，許多特征是軸對稱的，反射聲缺陷是對稱的。在腐蝕部位，應根據信號曲線和頻率的變化來判斷缺陷的大小和 位置。

4.3 管道腐蝕環境檢測技術

輸油管線通常埋于土層中，所以有必要研究管線附近的土壤環境，這也是分析外部管線污染并保證管線安全的關鍵原因。按照石化管線行業的有關標準，土層的腐蝕速度和電阻率是造成石化管線腐蝕的主要原因。關于土壤電阻率，按照我國規定的主要測試方式，實行四級測試方式，測量儀表是接地電阻測試儀。腐蝕速率測量方法是電阻法與線性極化法的組合，其測量方法為電壓感應法。

5 輸油管道防腐措施

5.1 堅持嚴格責任制原則，實現防腐設備的更新和檢查

在我國目前的輸油管道建設中，有必要提高輸油管道的防腐效果，及時發現和解決問題，相關部門應嚴格履行職責。一些舊設備必須及時修理和檢查，設備維護必須報告。為了延長輸油管道防腐設備的使用壽命，有關部門應密切關注輸油管道防腐裝備存在的問題，找出并解決可持續發展中的問題，檢查和更換輸油管道接頭，防止腐蝕。為了避免電流過載運行，有必要定期檢查輸油管道防腐設備的所有部件，以最大限度地延長輸油管道防腐裝置的使用壽命。

5.2 建立健全石油管道防腐管理機制

為增長輸油管道防腐設施的壽命，在輸油管道防腐工程施工過程中應搞好設備保養。因此，為解決輸油管道的防腐蝕問題，應該定時地對管道的防腐蝕設施進行保養，以增加防腐蝕設施的壽命。輸油管道防腐設備的有效性直接關乎著經濟效益的有效性，所以，可以通過定期地對其職工開展專業知識教育和技術訓練，讓員工全面掌握石化管線防腐設備的保養常識，并需要在監測過程中定期維護這些人員的知識，監測期間發生異常操作，程序需要進行提示。除改善油氣管線的防腐特性之外，還能夠保證油氣管道工程的安全進行，避免泄漏導致的資金損失，從而提高油氣行業的整體效益。

5.3 嚴格遵守輸油管道防腐設備操作規程

確保操作員自己的行為準則。相關人員需要規范輸油管道設備的制造步驟，特別是輸油管道防腐設備的操作步驟，使輸油管道防腐裝置能夠正常運行。相關部門應重視輸油管道防腐設備的維護，不斷完善輸油管道防腐裝備方案，及時更換輸油管道接頭。此外，員工必須嚴格執行，提高輸油管道防腐設備的運行效率和經濟效益，確定施工目標。同時，提高輸油管道防腐設備的運行水平，提高我國石油企業的整體效率水平。此外，管道安裝時有許多輔助設備，這些設備的維護和標準操作將使管道安裝工作更加順利。

5.4 引入新技術，徹底提高耐腐蝕性

由于我國石油工業起步較晚，人們更加關注石油開采過程中石油開采帶來的效率問題，對石油管道防腐的研究和認識不夠深入，在這一領域的技術水平略低于國外。因此，在確保我國現有技術進步的基礎上，可以引進國外先進技術，也可進行先進技術的學習，找到專業教授來指導我國的石油管理和防腐工作，并提供相應的建議，以便最大限度地利用我國的石油技術。改革開放以來，我國的發展速度對國際社會產生了一定的影響。它可以吸引人才開展輸油管道防腐工作，吸引外國人引進新技術，極大提高我國輸油管道的建設水平。

6 結束語

對輸油管道的防腐技術進行分析，并深入探究了輸油管道的腐蝕原因。到目前為止，國內輸油管道防腐技術還不完善，各個領域都存在不同程度的問題。只有在輸油管道防腐工作中不斷實施新技術措施的基礎上，才能知道什么樣的防腐技術措施在實際工作過程中更加靈活，在一定程度上促進管道的穩定性和安全性，從而有效控制輸油管道在實際運行過程中因腐蝕而造成的經濟損失。石油作為不可再生資源，是國家發展的重要戰略物資，也是工作發展的基礎原料，所以，加強輸油管道防腐技術的不斷提升，實現高效率的石油開采對于我國各方面綜合實力的發展有著積極的促進作用。