油氣儲運(yùn)的管道防腐問題研究

王朝廷

摘 要：管道是油氣儲運(yùn)設(shè)備的重要組成部分。油氣儲運(yùn)過程中存在許多安全隱患，如管道腐蝕、油品揮發(fā)、火災(zāi)等。在各種安全隱患中，管道腐蝕的影響是不可預(yù)測的。為了提高油氣運(yùn)輸效率，保證運(yùn)輸安全，對油氣儲運(yùn)管道的防腐問題進(jìn)行了研究。本文首先分析了管道腐蝕的相關(guān)因素，然后論述了油氣儲運(yùn)管道防腐的幾種技術(shù)。

關(guān)鍵詞：油氣儲運(yùn)；管道儲運(yùn)；防腐研究；

油氣儲運(yùn)工程是石油和天然氣的重要環(huán)節(jié)操作，包括石油和天然氣銷售、石油和天然氣的分布，石油和天然氣生產(chǎn)和石油和天然氣處理，其中油氣儲運(yùn)工程可以分為幾個部分，如儲運(yùn)、石油和天然氣的收集和運(yùn)輸、城市交通運(yùn)輸和分銷系統(tǒng)，長途運(yùn)輸管道，等[1]。

近年來，南北石油運(yùn)輸、西氣東輸、國家石油戰(zhàn)略儲備設(shè)施建設(shè)等油氣管道項(xiàng)目，進(jìn)一步拓展了國內(nèi)天然氣、成品油管網(wǎng)。隨著國內(nèi)石油市場的快速發(fā)展，油氣儲運(yùn)逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)和未來國內(nèi)能源發(fā)展的主導(dǎo)作用。但現(xiàn)階段油氣儲運(yùn)中仍存在許多問題，管道防腐是一個突出問題。為此，本研究對管道腐蝕的原因及防腐技術(shù)進(jìn)行了研究。

一、油氣儲運(yùn)過程中管道腐蝕的相關(guān)因素分析

1.1油氣性質(zhì)

由于油氣中存在氧化物質(zhì)（如硫化氫），不同類型的油氣對管道的影響不同。其次，二氧化碳在液體中呈酸性，再加上它產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)的潛力，導(dǎo)致金屬晶格受損，導(dǎo)致油氣管道內(nèi)壁發(fā)生腐蝕反應(yīng)。

1.2外部因素

在特殊情況下，油氣管道周圍介質(zhì)性質(zhì)不同，不同介質(zhì)對管道的影響也不同。施工因素、介質(zhì)物性、介質(zhì)腐蝕性、溫度等因素是導(dǎo)致管道腐蝕的最重要的外部因素。（1）施工因素：管道施工工程具有工期長、施工復(fù)雜的特點(diǎn)，因此在施工期間，工程質(zhì)量控制的有效性是防止管道腐蝕的關(guān)鍵因素。（2）介質(zhì)物性：油氣儲運(yùn)過程中，導(dǎo)致管道腐蝕的介質(zhì)物性主要包括土壤濕度和地下水位的變化。（3）溫度因素：油氣儲運(yùn)過程中所涉及的溫度因素不僅包括環(huán)境因素，還包括管道因素。其中，油氣溫度主要取決于管道鋪設(shè)深度。一般來說，溫度越高，管道腐蝕速度越快。（4）介質(zhì)腐蝕性：油氣儲運(yùn)管道的埋地環(huán)境中含有土壤、微生物等組分，這些介質(zhì)的性質(zhì)會在一定程度上影響管道。一般來說，很難判斷管道周圍土壤的腐蝕性。近年來，石油化工行業(yè)采用了兩種評價土壤腐蝕性的方法：（1）根據(jù)土壤的抗性，將土壤腐蝕性分為強(qiáng)、中、弱三個等級；對于較為復(fù)雜的土壤區(qū)域，以土壤相關(guān)因子（包括含水量、ph值、電阻率、土壤質(zhì)量等）為基礎(chǔ)，將其腐蝕性分為強(qiáng)、中、弱、無腐蝕性四個等級。

1.3防腐措施不當(dāng)

通過對油氣管道腐蝕原因的研究，發(fā)現(xiàn)管道腐蝕的主要原因是防腐層失去了防腐效果。油氣管道的防腐層與管道本身分離時，兩者之間必然存在一定的距離，使防腐層失去防腐效果，最終導(dǎo)致管道的腐蝕。其次，如果防腐層本身有開裂、穿孔、斷裂等情況，也會導(dǎo)致管道的腐蝕。分析了幾種管道防腐技術(shù)。

2.1管道內(nèi)部防腐技術(shù)

在管道防腐工作中，最關(guān)鍵的是做好管道內(nèi)壁的防腐處理。在油氣儲運(yùn)過程中，石油和天然氣的儲存和運(yùn)輸在管道中包含各種腐蝕性介質(zhì)，如硫化氫、二氧化碳，等等。這些媒體可以嚴(yán)重影響內(nèi)部管道的一部分，從而導(dǎo)致管道腐蝕程度的加深，特別是管道內(nèi)積水的位置，這常常會導(dǎo)致管道破裂事故。針對管道腐蝕問題，某油氣田公司研制出一種新型管道緩蝕劑，用于管道防腐。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，新型管道緩蝕劑在管道防腐中的應(yīng)用對管道的腐蝕速度有一定的抑制作用。目前，gp-1緩蝕劑已逐漸應(yīng)用于管道腐蝕嚴(yán)重的地區(qū)，取得了理想的防腐效果。

2.2管道防腐層技術(shù)

在科技不斷進(jìn)步的影響下，國內(nèi)現(xiàn)有的管道防腐涂裝技術(shù)進(jìn)一步深化，如環(huán)氧樹脂、煤焦油磁漆、三層聚乙烯的熔化等，許多油氣儲運(yùn)項(xiàng)目都采用了這種管道防腐技術(shù)。以西氣東輸工程為例，將三層聚乙烯的防腐技術(shù)應(yīng)用于防腐措施。其次，雙層熔融環(huán)氧粉末的防腐涂層技術(shù)主要應(yīng)用于冷彎的表面。聚乙烯膠帶的纏繞規(guī)律常應(yīng)用于車站內(nèi)距離小、油氣管道變化頻繁的管道中。

2.3防腐層及陰極保護(hù)技術(shù)

在油氣儲運(yùn)工程中，一些地下防腐材料所采用的防腐技術(shù)是陰極保護(hù)與涂層保護(hù)相結(jié)合的防腐技術(shù)。陰極保護(hù)復(fù)合涂層保護(hù)技術(shù)是一種與涂層技術(shù)結(jié)合使用的技術(shù)，其中陰極保護(hù)技術(shù)可分為疏水保護(hù)法（包括急性疏水、直接疏水、強(qiáng)制疏水等）、犧牲陽極法和附加電流法。陰極保護(hù)是一種具有重要電化學(xué)效應(yīng)的保護(hù)技術(shù)。在陰極保護(hù)系統(tǒng)中，電池陽極發(fā)生明顯的氧化反應(yīng)，在陰極保護(hù)下可以有效抑制金屬的腐蝕速度。此外，利用犧牲能、陽極等能有效增加金屬元件的負(fù)電位，防止腐蝕。應(yīng)該注意的是，充分利用陰極保護(hù)，必須相應(yīng)陽極和陰極，與此同時，陽極和陰極需要之間的介質(zhì)（比如水和土壤），它們之間的導(dǎo)電路徑。

3油氣儲運(yùn)管道防腐注意事項(xiàng)

一方面，選擇優(yōu)質(zhì)材料，保證管道性能。在選擇管道材料時，應(yīng)充分考慮其強(qiáng)度、韌性、焊接性等。同時，防腐材料應(yīng)滿足以下要求：（1）良好的透水性和透氣性；（2）良好的電氣絕緣；（3）強(qiáng)大的附著力；（4）土壤應(yīng)力高；（5）抗土壤腐蝕能力強(qiáng)；此外，在選擇材料時，應(yīng)考慮到實(shí)際工程情況，以確保材料的適用性。另一方面，在管道防腐方面，首先要解決存在的問題，加大科研經(jīng)費(fèi)投入和力度，結(jié)合符合我國實(shí)際情況的防腐技術(shù)。在生產(chǎn)過程中，進(jìn)行質(zhì)量控制，提高材料性能。此外，在管理工作中，及時對管道進(jìn)行檢查和維護(hù)，延長管道的使用壽命。

總結(jié)：管道是油氣儲運(yùn)的重要載體，其防腐問題將直接影響能源的順利輸送，對國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也具有重要意義。因此，有關(guān)部門和工作人員應(yīng)高度重視管道防腐工作，提高管道防腐性能，促進(jìn)油氣儲運(yùn)的順利運(yùn)行，才能減少消耗，進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

參考文獻(xiàn)：

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