輸油管道防腐的重要性及措施

湛江港石化碼頭有限責(zé)任公司 王凱

輸油管道防腐的重要性及措施

湛江港石化碼頭有限責(zé)任公司 王凱

埋地輸油管道與土壤或水長期接觸，會產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，對管網(wǎng)的安全運(yùn)行與使用壽命帶來極大威脅。管道使用壽命很大程度上取決于材料和防腐方法，埋地輸油管道必須采取適當(dāng)防腐控制技術(shù)，確保管網(wǎng)安全運(yùn)行，延長使用壽命。

一、輸油管道腐蝕原因分析

輸油管道在使用過程中發(fā)生的腐蝕大多為局部腐蝕，其中點(diǎn)腐蝕最為明顯。分析原因，主要有幾種狀況：一是因材質(zhì)、表面狀態(tài)不同或土壤介質(zhì)差異所形成的腐蝕電池；二是溫差腐蝕；三是細(xì)菌腐蝕；四是雜散電流腐蝕。

二、輸油管道防腐的重要性

長輸管道的材質(zhì)多種多樣，其中鋼材料的長輸管道應(yīng)用更為廣泛。防腐工程在鋼材料的長輸管道中屬于在管道設(shè)計之初就必須加以重視的，鋼材料的管道安裝工程一般來說投資較大、建設(shè)工期長、使用壽命也長，長輸管道由于使用壽命長，常常產(chǎn)生防腐失效。

防腐失效在鋼質(zhì)長輸管道中一旦發(fā)生，會造成管道返修、國家財產(chǎn)受損；管道泄露導(dǎo)致與當(dāng)?shù)厝罕姾驼募m紛等時有發(fā)生，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染等。因此，在鋼質(zhì)長輸管道的設(shè)計及施工過程中，要充分考慮和重視防腐工程。

三、輸油管道防腐措施

防腐工程在石油天然氣長輸管道上的具體防腐措施包括：采用涂層和陰極保護(hù)等多種手段綜合防腐，管道外壁采用三層PE防腐，管道內(nèi)防腐采用無溶劑環(huán)氧涂層內(nèi)減阻涂層。

1．涂層防腐。

（1）3PE外壁防腐涂層。3PE防腐是由底層噴涂環(huán)氧粉末、中間層為膠粘劑、外層為聚乙烯復(fù)合組成的一種防腐結(jié)構(gòu)，具有良好的機(jī)械性能和防腐性能，是目前技術(shù)領(lǐng)先的防腐技術(shù)。

3PE防腐主要缺陷是焊接補(bǔ)口問題。管子端部焊口處實(shí)際只有一層熱縮套防腐層，且熱縮套與3PE接合處工藝不一致，成為防腐薄弱處，這印證了經(jīng)濟(jì)學(xué)上的木桶原理。管線防腐壽命長短，取決于最薄弱處防腐質(zhì)量。

針對上述缺陷，有的生產(chǎn)廠家將管子端部預(yù)留焊口處噴涂了環(huán)氧粉末，這樣管道在露天存放期間端部不易銹蝕。環(huán)氧粉末在電弧高溫下會蒸發(fā)，不會影響焊接質(zhì)量，且用熱縮套補(bǔ)口后也多一層防腐層。但因環(huán)氧粉末涂層是絕緣體，會造成電焊起弧困難。因此焊接前必須打磨焊口。

（2）內(nèi)壁防腐涂層。由于油品的潔凈度不同，油品中仍殘留的一些雜質(zhì)、水分、微生物，會在管道內(nèi)壁形成原電池，造成腐蝕。一般內(nèi)防腐采用036耐油防腐涂料。該涂料化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械性能高，不污染油品，使用方便。為保證涂層與管壁黏結(jié)牢固，必須對管內(nèi)壁進(jìn)行表面處理，并按規(guī)定嚴(yán)格控制涂漆厚度。

2．陰極保護(hù)法。涂層的作用主要是物理阻隔作用，將金屬基體與外界環(huán)境分離。但是有兩種缺陷，一是涂層本身存在缺陷，有針孔的存在；二是在施工和運(yùn)行過程中不可避免涂層會破壞，使金屬暴露于腐蝕環(huán)境。這些缺陷導(dǎo)致大陰極小陽極的現(xiàn)象出現(xiàn)，使得涂層破損處腐蝕加速。這時可運(yùn)用陰極保護(hù)法提高管道防腐效果。

管道陰極保護(hù)可分別采用犧牲陽極法、外加電流法或兩種方法的結(jié)合。犧牲陽極陰極保護(hù)技術(shù)是用一種電位比所要保護(hù)的金屬還要負(fù)的金屬或合金與被保護(hù)的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負(fù)的金屬不斷地腐蝕溶解所產(chǎn)生的電流來保護(hù)其他金屬。強(qiáng)制電流陰極保護(hù)技術(shù)是在回路中串入一個直流電源，借助輔助陽極，將直流電通向被保護(hù)的金屬，進(jìn)而使被保護(hù)金屬變成陰極，實(shí)施保護(hù)。

輸油管道一般采用外加電流保護(hù)，分設(shè)若干個陰極保護(hù)站，特殊地質(zhì)條件需要犧牲陽極進(jìn)行輔助保護(hù)。從陰極保護(hù)的原理已得知，沒有絕緣就沒有保護(hù)。為了確保陰極保護(hù)的正常運(yùn)行，在施加陰極保護(hù)電流前，必須確保管道的各項(xiàng)絕緣措施正確無誤，保證管道在地下不應(yīng)與其他金屬構(gòu)筑物有“短接”等故障。

惡劣環(huán)境下輸油管道腐蝕一直是困擾我國石油天然氣工業(yè)發(fā)展的一個極為突出的問題。如何采用經(jīng)濟(jì)高效的防腐技術(shù)，本文對各種防腐方法作了比較：

使用抗腐蝕合金管材的防腐效果好，在其有效期內(nèi)無須其他配套措施，對油氣管道生產(chǎn)作業(yè)無影響，且工藝最簡單。但其價格一般為普通碳鋼的幾倍，因此初期投資較大，不太適合我國的中低產(chǎn)油田。

注入緩蝕劑進(jìn)行防護(hù)，主要存在以下幾個問題：緩蝕劑的有效濃度較低，保護(hù)期短；初期投入較少，但累計投資成本高；在一個輸油管道適用的防腐藥劑，在另一個輸油管道就未必效果好，適應(yīng)性差；投加緩蝕劑需要的加藥裝置過多，管理難度大，不利于安全生產(chǎn)。

使用普通碳鋼管材，對其進(jìn)行涂覆層保護(hù)，防腐效果好，對油氣管道生產(chǎn)影響相對較小，工藝較簡單 ，而且成本一般不會很高。 但如果出現(xiàn)漏鍍現(xiàn)象，則會發(fā)生更為嚴(yán)重的局部腐蝕。

滲鋁鋼表面形成的Al2O3保護(hù)膜薄而致密，由于這種保護(hù)膜的阻擋作用，使得鋁原子穿過Al2O3膜到表面與氧反應(yīng)的擴(kuò)散速度和氧原子向內(nèi)遷移的速度都十分緩慢。因此，這層保護(hù)膜保持著較薄的狀態(tài)，并具有良好的附著力和機(jī)械性能。另外，當(dāng)氧化膜受到破壞時，滲鋁層中的鋁原子會立即向表面遷移形成新的保護(hù)膜，彌補(bǔ)破損的部位。正因?yàn)橐陨咸攸c(diǎn)，滲鋁鋼具有良好的耐腐蝕性能。

通過上述對各種防腐方法的比較，結(jié)果表明普通碳鋼進(jìn)行涂覆層保護(hù)，能改善其工藝，并解決其漏鍍等問題，這種方法可以在石油天然氣工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。但是在輸油管道的惡劣腐蝕環(huán)境中，滲鋁鋼管材是比較理想的選擇，具備了防腐效果好、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

隨著城市建設(shè)發(fā)展，輸油管網(wǎng)安全可靠運(yùn)行日顯重要。腐蝕泄漏，將給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失和社會危害。因此企業(yè)應(yīng)加大在防腐技術(shù)上的投入，加強(qiáng)管網(wǎng)建設(shè)施工質(zhì)量監(jiān)督管理；從源頭上減少燃?xì)夤艿冷P蝕泄漏事故的不利因素，提高管網(wǎng)的安全運(yùn)行可靠性與經(jīng)濟(jì)性。