石油管道工程的防腐技術(shù)研究

王凌

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司建設(shè)工程處，陜西 西安710086）

采用管道輸送石油是當(dāng)前物流的重要形式，它具有高效、低耗、連續(xù)輸送和自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)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(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，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(xué)、實(shí)用的方法和技術(shù)對(duì)輸送管道進(jìn)行科學(xué)管理，重點(diǎn)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(zhì)結(jié)構(gòu)，在環(huán)境的作用下會(huì)引起管道破壞或變質(zhì)，產(chǎn)生腐蝕。金屬管道產(chǎn)生腐蝕后，其色澤、外形以及機(jī)械性能等都會(huì)發(fā)生一定的變化，時(shí)間長(zhǎng)了，就會(huì)縮短輸油管道的使用壽命，而且還會(huì)影響所輸送的石油物資的質(zhì)量，嚴(yán)重的還可能造成泄漏，污染環(huán)境。因此，腐蝕的管道存在著較大的安全隱患，會(huì)引起較大的經(jīng)濟(jì)損失和較為嚴(yán)重環(huán)境污染。

針對(duì)石油管道在運(yùn)行過(guò)程中存在的腐蝕問(wèn)題，必須引起相關(guān)部門和企業(yè)的高度重視，提高對(duì)石油管道防腐工作的重要意義的認(rèn)識(shí)，認(rèn)真分析和了解腐蝕發(fā)生的原因，并采取有效的防護(hù)措施，保證管道質(zhì)量和輸送的安全穩(wěn)定。

二、石油管道腐蝕的原因分析

從實(shí)際的情況進(jìn)行分析，當(dāng)前石油輸送管道采用的是直縫電阻焊鋼管、碳素鋼無(wú)縫鋼管和螺旋焊縫鋼管，都是較為特殊的鋼材結(jié)構(gòu)，有著較為嚴(yán)格的質(zhì)量、規(guī)格和施工要求。鋪設(shè)石油輸送管道一般采用兩種方式，一是架空，二是埋地。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)或其他需要進(jìn)行選擇。但無(wú)論采用那種鋪設(shè)方式，金屬管道都會(huì)同周圍的其他介質(zhì)發(fā)生接觸，在環(huán)境、溫度和其他因素的共同作用下發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用，最后引起管道表面發(fā)生銹蝕。

根據(jù)管道腐蝕過(guò)程的不同,管道腐蝕的原因可以分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種。

1、化學(xué)腐蝕。由物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕。當(dāng)金屬長(zhǎng)時(shí)間裸露在空氣中時(shí)，就會(huì)與空氣中的氧氣、硫化氫、二氧化硫、氯氣等發(fā)生接觸，在金屬表面上就會(huì)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(shí)還會(huì)發(fā)生脫碳現(xiàn)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(jī)硫化物、環(huán)烷酸等化學(xué)物質(zhì)，它們的化學(xué)特性對(duì)金屬管道會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。

2、電化學(xué)腐蝕。當(dāng)金屬和電解質(zhì)溶液發(fā)生接觸時(shí)，由電化學(xué)作用而引起的腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。當(dāng)金屬管道與含有水分的大氣、土壤、湖泊、海洋等介質(zhì)發(fā)生接觸時(shí)，介質(zhì)中含有的二氧化碳、二氧化硫、氯化鈉及灰塵都是電解質(zhì)溶液，而且濃度不同，性質(zhì)各異。當(dāng)管道暴露在潮濕空氣中時(shí)，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(shí)，鐵和雜質(zhì)緊密接觸，在鐵和雜質(zhì)之間不斷進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。鐵變成鐵離子進(jìn)入水膜，多余的電子移向雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)反應(yīng)，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(jié)和分析現(xiàn)實(shí)的情況，可以得出這樣的結(jié)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(yīng)用。影響金屬腐蝕的因素有兩個(gè)，一是金屬的本性，二是外界的介質(zhì)。腐蝕是金屬與介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果。從金屬的特性來(lái)說(shuō)，金屬越活潑就越容易被腐蝕。金屬如果較長(zhǎng)時(shí)間地暴露在潮濕的空氣中，在腐蝕性氣體或電解質(zhì)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(jìn)行涂刷。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，從現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用來(lái)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?yàn)檫@些漆防繡性能好，與鋼鐵表面附著力強(qiáng)。面漆材料有很多種，但實(shí)際應(yīng)用較多的為鋁粉漆。這種漆漆膜堅(jiān)韌、平滑、附著力強(qiáng)，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(nèi)防腐。內(nèi)防腐即是在管道內(nèi)采取措施進(jìn)行防腐。管道內(nèi)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(zhì)、水分以及微生物。這些殘留物的存在，就會(huì)在管道內(nèi)壁形成原電池，造成腐蝕。腐蝕產(chǎn)生的銹片會(huì)發(fā)生掉落，影響了油品的質(zhì)量。內(nèi)防腐主要采用耐油防腐涂料。耐油防腐涂料機(jī)械性能高,化學(xué)穩(wěn)定性好，不污染油品,而且使用方便。在施工過(guò)程中，要求對(duì)底材進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真地處理，用噴丸除銹，而且質(zhì)量要達(dá)到國(guó)標(biāo)要求。然后按規(guī)定涂刷耐油防腐涂料，并嚴(yán)格控制涂漆厚度。

2、外防腐。外防腐主要采取絕緣方式，根據(jù)土壤電阻率的不同分成特加強(qiáng)絕緣、加強(qiáng)絕緣和普通絕緣三級(jí)。跟內(nèi)防腐施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求一樣，首先要對(duì)底材進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真地處理除銹，然后采用玻璃絲布和環(huán)氧煤瀝青進(jìn)行防腐絕緣。這種絕緣防腐具有較強(qiáng)的耐細(xì)菌腐蝕性、耐油性和抗陰極剝離性，環(huán)境適用性強(qiáng)。

(三)埋地管道的電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)腐蝕是金屬發(fā)生腐蝕的一個(gè)重要因素，它是陰、陽(yáng)兩種電子相互作用的結(jié)果。在電化學(xué)腐蝕中，金屬電位高的為陰極，電位低的為陽(yáng)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(chǎn)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(hù)了電位高的埋地管道。

（四）使用液態(tài)聚氨酯防腐涂料

這種涂料屬于雙組分，不含任何揮發(fā)性溶劑，通常處于液體狀態(tài)，兩個(gè)組分混合后全部轉(zhuǎn)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(yōu)越，可以滿足任何地質(zhì)狀況、輸送條件及環(huán)境腐蝕的要求，施工性能好,具有優(yōu)異的耐磨性能，韌性強(qiáng)。液態(tài)聚氨酯防腐涂料施工簡(jiǎn)單、防腐層質(zhì)量好并且有利環(huán)保，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于補(bǔ)傷、修復(fù)舊防腐層和補(bǔ)口比較適用，已經(jīng)成為目前管道外防腐層修復(fù)的主要材料，在我國(guó)有著廣泛的應(yīng)用前景。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，石油管道防腐技術(shù)已越來(lái)越成熟、越先進(jìn)。但在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢(shì)下，對(duì)石油防腐技術(shù)提出了更高的要求，需要科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)及施工企業(yè)做更加深入的研究和分析，提高防腐技術(shù)的科學(xué)性、實(shí)用性和安全性。

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