試論油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問題

閆燦燦

（四川川油工程技術(shù)勘察設(shè)計(jì)有限公司 四川成都 610051）

試論油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問題

閆燦燦

（四川川油工程技術(shù)勘察設(shè)計(jì)有限公司 四川成都 610051）

管道儲(chǔ)運(yùn)是一種應(yīng)用范圍廣、經(jīng)濟(jì)效益顯著的油氣運(yùn)輸方式，具有運(yùn)距長(zhǎng)、管徑大、壓力高等特點(diǎn)，管道運(yùn)輸?shù)陌踩砸蠛芨?。本文首先?duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)管道運(yùn)輸進(jìn)行了介紹，然后對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中管道腐蝕問題的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，并具體探究了如何避免油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道腐蝕問題。

油氣儲(chǔ)運(yùn)；管道；防腐

1 引言

油氣是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分重要的能源基礎(chǔ)，因此，優(yōu)化油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的建設(shè)和應(yīng)用對(duì)于實(shí)現(xiàn)油氣資源的高效利用至關(guān)重要。油氣儲(chǔ)運(yùn)管道本身壓力大、運(yùn)輸距離長(zhǎng)，對(duì)防腐工作有較高要求，做好防腐技術(shù)研究與應(yīng)用對(duì)于確保能源安全有重要意義。

2 油氣儲(chǔ)運(yùn)管道特點(diǎn)與危害

2.1 特點(diǎn)

油氣儲(chǔ)運(yùn)管道本身是為了滿足遠(yuǎn)距離、大容量能源運(yùn)輸所建設(shè)的專門管道，由于油氣的性質(zhì)比較特殊，因此對(duì)安全性要求較高。油氣以石油、天然氣為主，作為儲(chǔ)運(yùn)管道主要介質(zhì)，二者均屬于高危化學(xué)品范疇，具有易燃易爆性，在運(yùn)輸過程中一旦出現(xiàn)泄漏、碰撞等極易發(fā)生火災(zāi)或者爆炸事故，同時(shí)二者由于易揮發(fā)特性，一旦泄漏容易在低洼處聚集引發(fā)火災(zāi)或者爆炸等嚴(yán)重災(zāi)害。另外，油氣本身具有較強(qiáng)的毒副作用，對(duì)動(dòng)植物都有較大負(fù)面影響，若泄漏后遇熱膨脹也易埋下諸多安全隱患。

2.2 危害

油氣儲(chǔ)運(yùn)管道若是本身安全性欠佳，防腐工作不到位，則會(huì)造成油氣泄漏與資源浪費(fèi)，因二者均屬于不可再生資源，因此運(yùn)輸過程中因管線問題造成的浪費(fèi)不僅無法回收、危害環(huán)境，且同時(shí)因埋藏深、運(yùn)輸距離過長(zhǎng)增加排查與處理難度。比如埋下地下的儲(chǔ)運(yùn)管線一旦泄漏將會(huì)造成土地污染與水源污染，地上管線則會(huì)造成環(huán)境污染與各類事故災(zāi)害，嚴(yán)重威脅環(huán)境與人體健康。

3 油氣儲(chǔ)運(yùn)過程管道腐蝕的原因分析

油氣自身的性質(zhì)是管道腐蝕的根本原因，油氣能源成分的不同會(huì)導(dǎo)致其性質(zhì)有著很大區(qū)別，其對(duì)于管道的腐蝕性影響也會(huì)有著很大差異。一般來說，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且屬于中性的油氣能源對(duì)管道的腐蝕力較小，不會(huì)對(duì)儲(chǔ)運(yùn)造成影響，而化學(xué)性質(zhì)為氧化性或者酸性較強(qiáng)的油氣能源，其對(duì)管道的腐蝕就比較嚴(yán)重，常見的有二氧化碳、硫化氫、二氧化硫等等。

3.2 外界因素

外界因素也是導(dǎo)致管道腐蝕的重要因素之一，環(huán)境的不同會(huì)導(dǎo)致油氣儲(chǔ)運(yùn)管道周圍介質(zhì)性質(zhì)出現(xiàn)變化，常見的外界影響因素有介質(zhì)的特性、介質(zhì)的腐蝕性、儲(chǔ)運(yùn)溫度、施工因素等等。

具體來說，如果施工周期長(zhǎng)且工藝復(fù)雜十分容易引起油氣管道的質(zhì)量問題，使得油氣管道容易遭到腐蝕；在油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中，油氣管道周圍的土壤微生物變化、水位變化等介質(zhì)的變化也會(huì)引起管道的腐蝕；油氣儲(chǔ)運(yùn)管道溫度越高，越容易遭到腐蝕。

3.3 防腐措施不合理

通常情況下，在油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中會(huì)采取一定的防腐措施進(jìn)行管道的防腐工作，但不同的管道應(yīng)該采用相對(duì)應(yīng)的防腐技術(shù)，一旦防腐措施應(yīng)用不當(dāng)，管道的腐蝕狀態(tài)仍然得不到良好的處理。例如，在應(yīng)用防腐措施的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)管道本身與防腐層剝落的現(xiàn)象，而這玻剝離后必然會(huì)引入一些空氣，這就會(huì)使得防腐層發(fā)揮不了防腐作用，從而導(dǎo)致油氣管道腐蝕。

4 油氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐技術(shù)

4.1 合理選用材料

材料的選擇主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①管材的選擇，由于油氣性質(zhì)的特殊性，管材的選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：a.能夠承受介質(zhì)的壓力，要具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度并且嚴(yán)密性較好；b.管材的焊接性能要良好，便于維修；c.要有較高的抗腐蝕性；d.抗老化性強(qiáng)，能夠保證較長(zhǎng)的工作壽命；e.管材的內(nèi)表面要光滑，避免介質(zhì)的腐蝕。②防腐材料的選擇，其應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：要有較好的粘合性，避免與管道剝離而失去防腐效果；防水性要好，避免水分透過防腐層腐蝕管道；要有較好的電絕緣性，避免電腐蝕的情況出現(xiàn)。需要注意的是，根據(jù)溫度、土壤狀況以及環(huán)境的不同，對(duì)涂層的具體要求也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，這要根據(jù)工程實(shí)際情況來合理選擇。

1.2.2.1 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別。由醫(yī)護(hù)人員調(diào)查近些年來急診護(hù)理期間出現(xiàn)投訴、糾紛等事件，掌握護(hù)理風(fēng)險(xiǎn)事件出現(xiàn)事件，一般護(hù)理高風(fēng)險(xiǎn)事件：吸痰護(hù)理、吸氧護(hù)理、壓瘡護(hù)理、感染護(hù)理、輸液護(hù)理等，時(shí)刻注意高風(fēng)險(xiǎn)護(hù)理事件，并采取針對(duì)性風(fēng)險(xiǎn)管理。

4.2 表面防護(hù)技術(shù)

表面防腐層對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的壽命至關(guān)重要，油氣儲(chǔ)運(yùn)管道使用時(shí)間較長(zhǎng)，必須具有耐水性、耐藥性等長(zhǎng)期耐腐蝕性能，其外表面使用的防腐覆蓋材料，從早期的天然瀝青、煤焦油瀝青材料逐漸發(fā)展到煤焦油漆、聚乙烯聚氯乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂材料等，材料和涂襯工藝在不斷改進(jìn)。

圖1 外表面涂層使用條件及相應(yīng)特性

4.3 內(nèi)防護(hù)

4.3.1 化學(xué)藥劑

油氣管道防腐所采用的化學(xué)藥劑一般包括緩蝕劑、殺菌劑、除硫劑、除氧劑和pH值調(diào)節(jié)劑等。

其中添加緩蝕劑最為常見，在介質(zhì)中加入緩蝕劑，可以在油氣儲(chǔ)運(yùn)管道內(nèi)壁形成保護(hù)膜，包括鈍化膜、吸附膜、沉淀膜等，這些保護(hù)膜會(huì)起到減緩或防止腐蝕的作用。緩蝕劑的作用機(jī)理包括三種效應(yīng)：①阻活效應(yīng)，緩蝕劑分子會(huì)吸附在金屬表面的腐蝕反應(yīng)活性中心，增加腐蝕反應(yīng)活化能，減少活性中心的數(shù)量，從而降低腐蝕速率；②覆蓋效應(yīng)，緩蝕劑分子均勻吸附并覆蓋在金屬表面，抑制腐蝕反應(yīng)；③改變雙電層性質(zhì)，緩蝕劑分子的吸附和覆蓋會(huì)改變雙電層結(jié)構(gòu)和分散層電位差，減弱腐蝕反應(yīng)。

緩蝕效率可以用下式計(jì)算：

式中：ε-緩蝕效率；V0-無緩蝕劑時(shí)管道的腐蝕速率；V-有緩蝕劑時(shí)管道的腐蝕速率。緩蝕劑的緩蝕效率的推薦值在80～99%之間，腐蝕允限（即設(shè)計(jì)壽命）極易受試劑緩蝕效率的影響。

緩蝕劑的主要成分為鏈狀有機(jī)胺及其衍生物、咪唑啉及其鹽、季銨鹽類、炔醇類等有機(jī)物。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于化學(xué)藥劑用量較少且對(duì)環(huán)境因素較少依賴，無需增添防腐設(shè)備且操作簡(jiǎn)單，因此應(yīng)用較為廣泛。

4.3.2 內(nèi)涂鍍層技術(shù)

為了降低或杜絕管道內(nèi)腐蝕，可以在管道內(nèi)進(jìn)行涂鍍層處理，既可以降低表面粗糙度，降低輸送油氣時(shí)的摩阻系數(shù)，又可以相應(yīng)縮小管徑，降低管道的施工費(fèi)用。一般包括環(huán)氧粉末涂敷技術(shù)、液體環(huán)氧涂料技術(shù)和其他土料涂敷技術(shù)等。

4.3.3 襯里技術(shù)

使用非金屬材料如水泥砂漿、橡膠、玻璃鋼、塑料內(nèi)襯鋼管等作為油氣儲(chǔ)運(yùn)管道襯里，將上述襯里一次或多次涂襯在清理過的管道內(nèi)壁，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后使之與管道內(nèi)壁充分貼合，與管道內(nèi)壁形成一個(gè)高強(qiáng)度圓殼體內(nèi)襯層，使管道金屬內(nèi)壁形成一層保護(hù)膜而免于腐蝕。采用該技術(shù)時(shí)，必須根據(jù)不同介質(zhì)條件和設(shè)備及管道需求，選取不同的襯里材料，如表1所示。

表1 其他襯里技術(shù)

上述各方法都可以滿足一定的防護(hù)要求，多種方法聯(lián)合使用可以使防護(hù)效果更佳。

4.4 加強(qiáng)管道安全管理

儲(chǔ)運(yùn)管道建設(shè)期間，要重點(diǎn)做好管道設(shè)計(jì)審查工作，結(jié)合國(guó)家相關(guān)規(guī)定對(duì)工程總體情況實(shí)施全面審查設(shè)計(jì)，以提升管道建設(shè)科學(xué)性與安全性，要重點(diǎn)對(duì)管道建設(shè)、投運(yùn)后的危險(xiǎn)因素進(jìn)行評(píng)估與排除，提升管道自身安全性。管道施工建設(shè)過程中要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理與技術(shù)交底，確保實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、效益等施工目標(biāo)，通過嚴(yán)格把控質(zhì)量，提高安全保障。尤其要做好管道設(shè)備裝卸、運(yùn)輸、鋪設(shè)等保護(hù)，做好防腐層保護(hù)、管道外壁保護(hù)，減少損傷，應(yīng)用合適的防腐層材料以達(dá)到保護(hù)效果。建設(shè)好后，要著重做好管道防雷、防靜電等工作，做好防雷與接地設(shè)置管理，采取防靜電舉措，以提升管道安全性。

5 結(jié)語

綜上所述，能源問題是國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的重點(diǎn)，確保油氣儲(chǔ)運(yùn)的安全對(duì)高效、環(huán)保的獲得能源具有十分重要的意義，在油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中，管道腐蝕問題不可避免。因此，首先需要掌握油氣管道腐蝕的原因，并采取積極有效的防腐措施盡量降低腐蝕率，這對(duì)于提高油氣儲(chǔ)運(yùn)安全，促進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

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TE988.2

A

1004-7344（2016）11-0305-02

2016-4-5

閆燦燦（1984-），女，工程師，碩士，主要從事油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)工作。