油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的管道防腐現(xiàn)狀及解決措施①

姜宜君

(中海油石化工程有限公司 山東青島 266000)

油氣資源作為我國(guó)社會(huì)在不斷發(fā)展過(guò)程中提升經(jīng)濟(jì)水平的重要資源，需要采取有效的措施對(duì)其做好儲(chǔ)運(yùn)方面的工作，確保油氣資源深入到每家每戶(hù)，這對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展走向和綜合實(shí)力的持續(xù)提升有著極大影響。油氣資源作為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾M成部分，必須在油氣管道的幫助下保證其正常儲(chǔ)運(yùn)工作的開(kāi)展。因此做好油氣管道的防腐工作，有利于確保油氣儲(chǔ)運(yùn)工作的正常進(jìn)行。

1 油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中管道受到腐蝕的原因

1.1 外部因素對(duì)管道的影響

一般情況下，為了方便油氣的運(yùn)輸，同時(shí)為了避免干擾人們正常的生活，國(guó)家在建設(shè)油氣管道時(shí)，盡量選擇地下和海洋的環(huán)境，海水的流速、穿越處地形地貌，土壤或海底蘊(yùn)含的微生物，都會(huì)加快腐蝕。油氣管道處于這種環(huán)境下，極易受到當(dāng)前環(huán)境中溫度和濕度變化的影響，油氣管道長(zhǎng)時(shí)間處于地下濕熱環(huán)境，就不可避免地導(dǎo)致油氣管道受到腐蝕[1]。

1.2 油氣資源對(duì)油氣管道氧化的影響

油氣管道是幫助國(guó)家進(jìn)行油氣儲(chǔ)運(yùn)工作的重要的設(shè)備，對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)工作的開(kāi)展有著極大的促進(jìn)作用。但是在油氣資源之中，富含著大量氧化性的物質(zhì)，其中的酸性特質(zhì)會(huì)在與氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中充分地體現(xiàn)在油氣管道上，從而導(dǎo)致油氣管道經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用之后受到嚴(yán)重的腐蝕，不利于油氣管道的正常使用。

1.3 人為因素對(duì)管道腐蝕的影響

在施工過(guò)程中，焊接人員施工質(zhì)量問(wèn)題也是產(chǎn)生管道腐蝕的因素之一。長(zhǎng)輸管道中，管道施工周期長(zhǎng)，工程復(fù)雜，焊接工人焊接水平參差不齊，焊縫無(wú)法做到100%探傷查驗(yàn)，留下一定的安全隱患，人為因素在管線(xiàn)出現(xiàn)腐蝕的案例中，占比較大。

2 油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中管道防腐問(wèn)題的解決

由于上述因素的影響，油氣管道在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)輸過(guò)程中時(shí)常發(fā)生腐蝕問(wèn)題。采取有效的防腐措施可以保證油氣管道的正常使用，確保我國(guó)人民正常生活的開(kāi)展，反之會(huì)導(dǎo)致我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展受到一定程度的制約，因此國(guó)家需要制定出管道腐蝕問(wèn)題的解決措施。

2.1 選擇高質(zhì)量的管道防腐材料

相較于其他類(lèi)型的資源，油氣資源其本身在形成和發(fā)展的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的酸性，導(dǎo)致管道在使用的過(guò)程中受到酸性腐蝕。因此需要將擁有高強(qiáng)度、耐腐性的管道材料運(yùn)用到管道的建設(shè)工作中，這對(duì)油氣管道建設(shè)工作的開(kāi)展有著極大的促進(jìn)作用。近幾年，在國(guó)外興起的新材料如玻璃鋼、塑料管道，由于成本與效益的原因，在國(guó)內(nèi)未能得到大量普及。

2.2 結(jié)合國(guó)外先進(jìn)的防腐經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展工作

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展，我國(guó)在進(jìn)行油氣管道防腐方面的工作水平有了顯著的提升。但相比于國(guó)外其他國(guó)家的油氣管道防腐技術(shù)，我國(guó)依舊存在著一定的差距。以防腐涂層為例，這種防腐技術(shù)的使用在我國(guó)當(dāng)前的發(fā)展過(guò)程中存在著防腐成本過(guò)高的問(wèn)題，因此需要國(guó)家在開(kāi)展這方面的研究工作時(shí)，提高投資力度，對(duì)國(guó)外先進(jìn)的防腐涂層材料進(jìn)行深入的研究，將國(guó)外先進(jìn)防腐技術(shù)借鑒到油氣管道的防腐工作中[2]。通過(guò)這種方式，促使我國(guó)自身防腐手段的提升。

2.3 促使油氣管道內(nèi)側(cè)防腐性能的提升

油氣資源中富含著大量的氧化性的物質(zhì)，如果這些物質(zhì)受到了氧化作用的影響，就會(huì)導(dǎo)致管道在使用的過(guò)程中受到嚴(yán)重的腐蝕，為了能夠降低腐蝕物質(zhì)腐蝕管道的速度，可以采用添加緩蝕劑的方式。緩蝕劑用量少、效果突出，且對(duì)油氣運(yùn)輸成本無(wú)過(guò)多負(fù)擔(dān)，因此是一種經(jīng)濟(jì)適用極好的防腐方法。但是，在油氣中添加緩蝕劑，會(huì)影響后續(xù)工藝的流程復(fù)雜性，對(duì)提純、精制都有著不同程度的影響，也會(huì)增加設(shè)備的維修工作量。但因油氣管道材質(zhì)通常不均勻，可以采用短程或者多品種緩蝕劑共同使用，來(lái)達(dá)到預(yù)期效果?，F(xiàn)常見(jiàn)的緩蝕劑有GP-1型緩蝕劑，咪唑啉緩蝕劑等。

2.3.1 干燥脫水

新開(kāi)采的油氣，液體含水量通常較多，通過(guò)管道輸送時(shí)，與CO2等各種氣體碰撞能夠產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的腐蝕。針對(duì)這個(gè)原因，可以在運(yùn)輸之前對(duì)新開(kāi)采油氣進(jìn)行干燥脫水，降低電化學(xué)反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.2 管道內(nèi)壁耐腐蝕處理

在實(shí)際案例中，被普遍采用的管道內(nèi)壁進(jìn)行耐腐蝕處理有表面噴涂、表面鍍附和表面涂附。根據(jù)油氣介質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)不同，需要有針對(duì)性地選擇不同的處理方式。正確的耐腐蝕工藝選取和優(yōu)質(zhì)的涂層涂覆工藝，二者缺一不可。

2.4 促使油氣管道外側(cè)防腐性能的提升

油氣集輸管道比較常用的外側(cè)防腐措施為陰極保護(hù)法。陰極保護(hù)法包括犧牲陽(yáng)極法和外加電流保護(hù)法。犧牲陽(yáng)極保護(hù)法為在管道外涂一層更易腐蝕的金屬或合金（更低電位），構(gòu)成電池的陽(yáng)極，作為腐蝕電極。陽(yáng)極材料的選擇需要注意，首先應(yīng)選擇與管道壽命相對(duì)應(yīng)的輔助型陽(yáng)極系統(tǒng)，并需要定期更新陽(yáng)極系統(tǒng)。做好以上幾項(xiàng)工作，才能夠讓犧牲陽(yáng)極的保護(hù)措施發(fā)揮最大的效果。外加電流保護(hù)法是指管道金屬作為陰極，外加電流為陽(yáng)極，兩者之間形成點(diǎn)位差，提供電流保護(hù)。這兩種方法均能夠讓油氣輸送管道得到較好的保護(hù)。

接地排流同樣是外側(cè)防腐措施常用的方法之一，若與電子化鐵路如地鐵、高鐵等無(wú)法保持足夠的安全距離，排流法是較好的方式。但使用條件及要求較多，首先要保證有效的管道陰極保護(hù)，其次要保證排流不會(huì)影響保護(hù)范圍內(nèi)的保護(hù)效果。極性排流利用土壤中存在的雜散電流對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)，實(shí)際操作簡(jiǎn)單可行性高，但會(huì)對(duì)周?chē)臉?gòu)筑物產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致構(gòu)筑物出現(xiàn)點(diǎn)位過(guò)負(fù)的現(xiàn)象，因此若存在交流干擾的情況下要避免使用該方法。鉗位式排流對(duì)油氣管道表面交流電壓值能進(jìn)行有效控制，缺點(diǎn)是交流電壓過(guò)大的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致直流電位產(chǎn)生變化，影響陰極保護(hù)效果[3]。

提高油氣管道外側(cè)防腐性能還可以用涂層外防腐的辦法。它產(chǎn)生效果的作用機(jī)理是在管道外壁噴涂防腐材料，使管道外層與空氣分離。常用的防腐材料及方式有環(huán)氧涂料、聚乙烯膠帶纏繞、改性涂料、無(wú)機(jī)非金屬涂料等。

2.5 借助腐蝕管理產(chǎn)品及軟件

國(guó)際上有很多腐蝕信息和保護(hù)管理系統(tǒng)，較國(guó)內(nèi)相比經(jīng)驗(yàn)更豐富，如Honeywell、PCMS、ICMS3/Amulet等。通過(guò)這些系統(tǒng)，可以精確量化腐蝕程度，測(cè)定腐蝕速率，對(duì)腐蝕進(jìn)行有效的測(cè)評(píng)，通過(guò)測(cè)評(píng)，可以有效掌腐蝕的情況，對(duì)腐蝕管道進(jìn)行控制。在國(guó)內(nèi)，尚未有成熟的管理體系與數(shù)據(jù)庫(kù)資源。這與國(guó)際上防腐系統(tǒng)的信息化和數(shù)字化具有很大的差距，需要加強(qiáng)系統(tǒng)化管理[5]。

3 在油氣儲(chǔ)運(yùn)中全過(guò)程控制管道防腐

做好管道防腐的準(zhǔn)備工作并非萬(wàn)事大吉，還需要對(duì)管道施工過(guò)程進(jìn)行全程的質(zhì)量控制，確保符合相關(guān)的國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，或是項(xiàng)目的統(tǒng)一規(guī)定。監(jiān)控方法可以從以下幾個(gè)角度進(jìn)行。

3.1 排查受損點(diǎn)

在進(jìn)行起吊、裝卸、布管作業(yè)時(shí)，要避免出現(xiàn)擠壓、磕碰的情況，防止防腐層出現(xiàn)擦傷損壞。若施工中不可避免地發(fā)生損傷，應(yīng)將損傷點(diǎn)鮮明的標(biāo)記出，以便后續(xù)處理。焊接作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)對(duì)預(yù)處理地管道防腐層進(jìn)行檢測(cè)，是否防腐涂料全覆蓋。一旦發(fā)現(xiàn)防腐缺陷，同樣應(yīng)將損傷點(diǎn)鮮明地標(biāo)記出。焊接作業(yè)后，對(duì)焊縫進(jìn)行防腐噴涂，并檢查防腐是否全覆蓋焊縫。

3.2 剝離檢測(cè)補(bǔ)口防腐層

補(bǔ)口防腐層須根據(jù)相關(guān)工藝規(guī)定，剝離檢測(cè)補(bǔ)口防腐層，在確認(rèn)其合格后，移交至監(jiān)理部門(mén)進(jìn)行確認(rèn)。

3.3 修補(bǔ)漏點(diǎn)

剝離檢測(cè)補(bǔ)口防腐層后，須根據(jù)相關(guān)工藝要求、使用配套工具與材料，對(duì)標(biāo)記處的待修補(bǔ)點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)用電火花檢漏儀檢測(cè)修補(bǔ)成效。

3.4 下溝回填

埋地管道的施工回填中，極易出現(xiàn)新?lián)p傷。因此需要格外注意回填工序的標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行施工的過(guò)程中，注意管道底部應(yīng)處理平整，檢查管溝或涵洞深度、標(biāo)高和斷面尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并在管溝底部鋪細(xì)沙土墊底，再輕緩吊管道，下放至溝底，用細(xì)沙土掩埋。

4 常用管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)

4.1 場(chǎng)指紋技術(shù)

場(chǎng)指紋技術(shù)的檢測(cè)精度僅對(duì)局部腐蝕和均勻腐蝕有較高準(zhǔn)確度，升級(jí)版的交流場(chǎng)指紋法可以提高裂紋腐蝕的測(cè)量精度，但該方法限制條件較多。

4.2 多向交流電位降技術(shù)

多向交流電位降技術(shù)為升級(jí)版交流電位降技術(shù)。向被測(cè)管道施加不同方向的激勵(lì)電流，能有效地?cái)U(kuò)大裂紋檢測(cè)范圍，具有激勵(lì)電流小、抗干擾表現(xiàn)優(yōu)異，更普遍的優(yōu)點(diǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)在不斷的發(fā)展過(guò)程中對(duì)于油氣資源有了越來(lái)越高的需求。因此為了避免油氣資源在儲(chǔ)運(yùn)的過(guò)程中因?yàn)橛蜌夤艿赖馁|(zhì)量而影響油氣的正常運(yùn)輸，避免油氣管道受到腐蝕問(wèn)題的影響，就需要將高質(zhì)量的防腐措施運(yùn)用到管道防腐工作之中，高質(zhì)量的管道防腐材料的使用，借鑒國(guó)外先進(jìn)的防腐技術(shù)，以及促使油氣管道內(nèi)側(cè)防腐性能的提升對(duì)于油氣管道防腐工作的開(kāi)展均有著良好的推動(dòng)作用，有利于提升管道的耐腐蝕性，對(duì)于管道使用壽命的延長(zhǎng)有著極大的幫助。