淺析石油管道工程的防腐技術(shù)

李學(xué)廣

摘要：隨著石油化工工業(yè)的蓬勃發(fā)展、國(guó)內(nèi)自然資源建設(shè)項(xiàng)目的不斷開展、以及經(jīng)濟(jì)、科技水平的全面提升，石油管道防腐技術(shù)也在不斷的革新，得到了廣泛的應(yīng)用。然而，石油管道的腐蝕泄露，造成嚴(yán)重環(huán)境污染的情況依然時(shí)有發(fā)生，給企業(yè)的發(fā)展、人民的生活造成了一定的危害。本文通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)石油管道防腐的具體發(fā)展方向和措施，詳細(xì)闡述了我國(guó)石油管道防腐工藝現(xiàn)狀、總結(jié)了遇到的問題、提出了對(duì)應(yīng)的解決方案。同時(shí)，闡述了石油管道防腐相關(guān)設(shè)備的性能，以期為技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：石油管道；防腐作用；防腐技術(shù)

引言

眾所周知，通過(guò)石油管道進(jìn)行石油運(yùn)輸是運(yùn)輸石油的主要方式，它具有投資較少、安全快捷、受氣候影響小、可以根據(jù)實(shí)際情況靈活改變供應(yīng)量等一系列優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)由于管道運(yùn)輸一般距離較長(zhǎng)，環(huán)境復(fù)雜，所以管道極易腐蝕。

1、管道防腐的作用

當(dāng)石油管道被腐蝕后，其外形、機(jī)械性能就會(huì)發(fā)生一系列變化，會(huì)導(dǎo)致管道壽命變短，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致運(yùn)輸?shù)氖托孤┰斐山?jīng)濟(jì)損失以及生態(tài)災(zāi)難。因此，石油管道的防腐工作是十分必要的，必須高度重視，采用科學(xué)有效的防腐技術(shù)，確保石油管道能夠高速穩(wěn)定地運(yùn)行，才能夠使石油工業(yè)達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的不利影響。

2、石油管道出現(xiàn)腐蝕的成因

2.1 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕主要指的是管道材料與土壤中存在的化學(xué)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致管道出現(xiàn)腐蝕的情況。如果石油管道在空氣中裸露的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，組成石油管道的金屬材料就會(huì)同空氣中含有的二氧化硫、硫化氫等氣體物質(zhì)出現(xiàn)接觸，并且會(huì)在石油運(yùn)輸管道的表面形成硫化物以及氧化物等各種化學(xué)物質(zhì)。雖然，在石油運(yùn)輸管道在常溫或者是比較干燥的空氣當(dāng)中不會(huì)出現(xiàn)腐蝕的情況，但是，如果石油管道在高溫潮濕的環(huán)境中就非常容易出現(xiàn)化學(xué)腐蝕的情況，同時(shí)還會(huì)發(fā)生脫碳的情況。此外，在對(duì)石油進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，石油中所含有的環(huán)烷酸、有機(jī)硫化物等化學(xué)物質(zhì)也會(huì)同運(yùn)輸管道發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而腐蝕石油運(yùn)輸管道。實(shí)際上，石油運(yùn)輸管道出現(xiàn)化學(xué)腐蝕是一種常見的管道腐蝕情況，需要相關(guān)部門加強(qiáng)對(duì)石油運(yùn)輸管道的管理以及維護(hù)，有效防止石油化工管道出現(xiàn)化學(xué)腐蝕的情況。

3.2 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕主要指的是，石油運(yùn)輸管道因?yàn)殡娀瘜W(xué)反應(yīng)而出現(xiàn)的管道腐蝕情況。電化學(xué)腐蝕主要是因?yàn)槭瓦\(yùn)輸管道的金屬物質(zhì)與電解質(zhì)發(fā)生接觸而產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。石油管道是由金屬物質(zhì)組成的，管道表面具有一定的吸附作用，當(dāng)石油管道處在潮濕的環(huán)境中，管道的表面就會(huì)出現(xiàn)一層薄薄的水膜，在這樣的情況下，石油運(yùn)輸管道的金屬物質(zhì)就會(huì)同水中含有的雜質(zhì)發(fā)生接觸，從而產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，將石油運(yùn)輸管道當(dāng)中的鐵元素電解成為鐵離子，鐵離子就會(huì)進(jìn)入到水膜當(dāng)中，同時(shí)，管道還會(huì)電解產(chǎn)生很多電子，隨著鐵離子進(jìn)入到水膜之中并且與水膜當(dāng)中的雜質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，這樣就會(huì)產(chǎn)生紅褐色的鐵銹，石油運(yùn)輸管道也會(huì)出現(xiàn)腐蝕的情況。

3.3 微生物腐蝕

在石油管道運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中微生物腐蝕也是一種比較嚴(yán)重的腐蝕情況，微生物腐蝕主要是因?yàn)槭艿秸婢约凹?xì)菌的微生物在石油管道運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中對(duì)金屬管道造成的腐蝕。相關(guān)研究表明，在石油管道外部被腐蝕的情況當(dāng)中，有三分之一的比例與微生物腐蝕相關(guān)。在石油管道具體建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中如果將石油管道埋在地面以下，土壤當(dāng)中所含有的金屬還原菌以及硫酸鹽等微生物就會(huì)從金屬產(chǎn)生反應(yīng)，從而腐蝕石油管道的表面。雖然這些細(xì)菌的存在以及活動(dòng)范圍只會(huì)腐蝕石油管道的表面，但是這樣會(huì)增加石油管道局部腐蝕的概率，這樣就會(huì)導(dǎo)致石油運(yùn)輸管道的表面出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕或者是裂縫服食的情況，嚴(yán)重破壞石油運(yùn)輸管道的質(zhì)量，導(dǎo)致施工人員需要頻繁更換石油運(yùn)輸管道。

4、石油管道防腐工作

4.1石油管道防腐全程控制重點(diǎn)措施。

一是加強(qiáng)破損點(diǎn)的日常檢查。要在石油管道施工中嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和程序進(jìn)行石油管道的裝卸、起吊和運(yùn)輸、布管等工作，切忌發(fā)生碰撞、摩擦、擠壓等情況，確保防腐層和石油管道外部不發(fā)生破損。作業(yè)中發(fā)生損傷的，要作出評(píng)判是否對(duì)安全運(yùn)行有影響，有影響的要進(jìn)行修補(bǔ)，無(wú)影響的也要做好標(biāo)記。要高度重視組對(duì)焊接工作，焊接前要對(duì)防腐層漏點(diǎn)進(jìn)行檢查，存在漏點(diǎn)的要進(jìn)行標(biāo)記，同時(shí)對(duì)焊縫區(qū)域的防腐補(bǔ)口，也要檢查是否有漏點(diǎn)。二是做好補(bǔ)口防腐層的剝離檢測(cè)工作。要對(duì)補(bǔ)口處的防腐措施實(shí)施情況進(jìn)行檢驗(yàn)，確保合格后再由施工監(jiān)理人員確認(rèn)，合格后才投入使用。三是做好石油管道漏點(diǎn)的補(bǔ)修等工作。要對(duì)切點(diǎn)、漏點(diǎn)和剝離檢驗(yàn)的損傷點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，按照修補(bǔ)工藝使用合格的材料進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)完成后通過(guò)電火花儀檢驗(yàn)合格后再進(jìn)行復(fù)檢，確保合格。四是做好石油管道的下溝回填等工作。石油管道下溝要輕拿輕放，嚴(yán)防產(chǎn)生新的防腐層損傷，確保管溝底部平整、鋪上洗砂層后再進(jìn)行吊放，對(duì)石油管道上部要鋪上30cm 的細(xì)沙層后，再進(jìn)行原土石方的回填。

4.2石油管道防腐重點(diǎn)技術(shù)措施

一是防腐涂層技術(shù)。當(dāng)前油氣石油管道防腐涂層技術(shù)應(yīng)用比較普遍和成熟，比如采用三層聚乙烯涂層、溶結(jié)環(huán)氧粉末涂層、煤焦油瓷漆等，可以根據(jù)具體的石油管道部位和區(qū)塊油氣資源的腐蝕特點(diǎn)，優(yōu)選防腐涂層技術(shù)，比如，在管徑變化較大的部位、管間距較小的石油管道等，進(jìn)行聚乙烯膠帶的纏繞防腐較為適宜。二是陰極保護(hù)技術(shù)。埋地石油管道的防腐需要加強(qiáng)陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，具體可以選擇排流保護(hù)、犧牲陽(yáng)極保護(hù)和附加電流保護(hù)等技術(shù)措施，其中排流保護(hù)又可細(xì)分為直接排流、急性排流和強(qiáng)制排流等技術(shù)措施。通過(guò)陰極保護(hù)技術(shù)，可以針對(duì)電化學(xué)腐蝕原理，通過(guò)陽(yáng)極氧化反應(yīng)較強(qiáng)的特點(diǎn)，使金屬管材始終處于陰極保護(hù)之下，抑制腐蝕速率。同時(shí)，犧牲陽(yáng)極后配套外部電源和適當(dāng)應(yīng)用陽(yáng)極，可以增加金屬管件的負(fù)電位效應(yīng)，防止腐蝕。要注意陰極保護(hù)中的陰極必須與陽(yáng)極相對(duì)應(yīng)，相互之間需要土壤或水等作為導(dǎo)電通路。三是內(nèi)部防腐技術(shù)。原油中含有二氧化碳和硫化氫等腐蝕性物質(zhì)，長(zhǎng)期與石油管道接觸會(huì)加劇腐蝕，要注重加強(qiáng)內(nèi)部防腐技術(shù)應(yīng)用，防止內(nèi)部腐蝕引起斷裂等問題。可以在薄弱部位添加專用緩蝕劑等方式，利用現(xiàn)代化在線監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)石油管道內(nèi)部腐蝕進(jìn)行評(píng)價(jià)，及時(shí)評(píng)判石油管道腐蝕情況并采取針對(duì)性的防腐措施進(jìn)行腐蝕抑制，防止腐蝕狀況進(jìn)一步惡化。

4.2石油管道防腐中應(yīng)注意的重點(diǎn)問題

一是要合理選擇管材。要統(tǒng)籌考慮管材的強(qiáng)度、韌性特征和焊接性等進(jìn)行管材選取，統(tǒng)籌考慮粘合性、透水性、電絕緣性、耐土壤腐蝕性和耐土壤應(yīng)力性等進(jìn)行防腐材料選擇，同時(shí)，要注意石油管道鋪設(shè)環(huán)境和工況條件存在較大差異，涂料性質(zhì)也會(huì)決定其特性，需要進(jìn)行合理搭配。二是針對(duì)突出問題加大科研攻關(guān)力度。要注重結(jié)合我國(guó)石油管道防腐中存在的突出問題，加大科研投入進(jìn)行專項(xiàng)攻關(guān)，研究出適用技術(shù)。要加強(qiáng)石油管道腐蝕狀況在線監(jiān)控技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，確保能夠?qū)崟r(shí)掌握石油管道腐蝕情況。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，石油管道工程保證工業(yè)社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在，提高管道工程的防腐能力、延長(zhǎng)其使用壽命是確保石油供應(yīng)的基礎(chǔ)保障。針對(duì)電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的陰極防腐技術(shù)和涂層外防腐技術(shù)、緩蝕防腐技術(shù)、內(nèi)部防腐技術(shù)等是應(yīng)用較為廣泛的關(guān)鍵防腐技術(shù)，這些防腐技術(shù)以其優(yōu)良的防腐性能和低廉的價(jià)格在石油管道工程的防腐中發(fā)揮了重要作用。

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