淺析石油管道工程的防腐技術(shù)

劉驍

摘要：石油管道在運(yùn)行下受到土壤環(huán)境、管道材質(zhì)等多方面影響容易存在腐蝕問題，這種現(xiàn)象嚴(yán)重威脅石油輸送質(zhì)量安全。文章通過對石油管道腐蝕問題進(jìn)行分析，探討防腐技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：石油管道;管道工程;防腐技術(shù);管道防腐

引言

防腐性能對管道防腐設(shè)備的使用壽命具有決定性作用。現(xiàn)階段，我國許多石油管道都存在一些問題，為了有效解決這些問題，還應(yīng)做好防腐工作，盡量減少腐蝕現(xiàn)象。

1石油管道腐蝕的具體原因分析

1.1化學(xué)腐蝕

石油管道主要以鋼材為主要制作材料，內(nèi)部包含鐵等多種活躍金屬，石油或者其他化學(xué)物質(zhì)與金屬接觸之后，會發(fā)生較為激烈的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引起管道腐蝕。同時(shí)，石油管道建設(shè)中，部分管道會暴露在外界環(huán)境中，而空氣當(dāng)中包含多種元素，如氧氣、二氧化硫等，這些物質(zhì)也會與暴露在外的管道發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引進(jìn)管道腐蝕。除此之外，高溫環(huán)境下，石油管道當(dāng)中的活躍金屬會發(fā)生氧化反應(yīng)，同樣也會引起管道腐蝕，上述的一些現(xiàn)象都是化學(xué)腐蝕的常見表現(xiàn)形式。

1.2電化學(xué)腐蝕

由于電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致石油管道腐蝕即是電化學(xué)腐蝕，是因?yàn)楣艿乐兴慕饘俸碗娊赓|(zhì)接觸之后造成的。作為金屬管道，石油管道表面具備吸附作用，在相對潮濕的條件下，其表面會出現(xiàn)很薄的水膜，管道表面上的金屬和水相接觸而出現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)，比如說其中所包含的鐵元素電解為游離的鐵離子;另外還會形成很多電子，隨著鐵離子進(jìn)入水膜而慢慢移向雜質(zhì)，從而出現(xiàn)氧化反應(yīng)，產(chǎn)生紅褐色鐵銹。

1.3微生物腐蝕

據(jù)實(shí)踐調(diào)查可知，石油管道腐蝕問題當(dāng)中超過30%的腐蝕現(xiàn)象與微生物相關(guān)。石油管道長期封閉在地下，土壤內(nèi)當(dāng)中含有大量的不同種微生物，其與管道外壁的長期接觸，會造成石油管道外部發(fā)生腐蝕問題，即使微生物只能在管道表面進(jìn)行活動，也會增加管道外部腐蝕的幾率，從而產(chǎn)生點(diǎn)狀腐蝕問題。這種點(diǎn)狀腐蝕問題雖危害面積小，但是長期不處理也會對石油管道造成嚴(yán)重的損壞，從而產(chǎn)生不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

2石油管道防腐中存在的主要問題分析

2.1侵蝕管道防腐設(shè)備的程度大，縮短其使用壽命

在石油管道工程建設(shè)中，技術(shù)人員應(yīng)對管道防腐技術(shù)性能進(jìn)行全面掌握，同時(shí)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，深入研究石油管道工程建設(shè)的特征以及防腐設(shè)備的使用功能，以便能對石油管道工程防腐設(shè)備進(jìn)行科學(xué)、高效地使用。在施工過程中，施工單位應(yīng)對經(jīng)濟(jì)、社會效益進(jìn)行高度重視，避免盲目地使用防腐設(shè)備，減少工作人員的工作量。如果出現(xiàn)上述問題，則會導(dǎo)致管道防腐設(shè)備被嚴(yán)重侵蝕，同時(shí)在很大程度上降低防腐設(shè)備的使用效率，甚至?xí)s短防腐設(shè)備的使用壽命。

2.2缺乏合理的石油管道防腐管理機(jī)制

當(dāng)前，我國還并沒有形成完善的石油管道工程建設(shè)管理體制。一些施工企業(yè)在進(jìn)行石油管道防腐工程建設(shè)過程中，也沒有建立起合理的、完善的管道防腐管理機(jī)制，導(dǎo)致石油防腐管道建設(shè)管理與實(shí)際工程建設(shè)出現(xiàn)了脫節(jié)現(xiàn)象。此外，在具體施工過程中，相關(guān)管理人員自身的專業(yè)技能相對比較匱乏，從而導(dǎo)致在實(shí)際進(jìn)行石油管道防腐設(shè)備管理的過程中出現(xiàn)了混亂的現(xiàn)象，相關(guān)人員的管理業(yè)務(wù)開展也不熟悉，這也給石油防腐管道工程施工但順利進(jìn)行帶來了一定的困擾。石油管道防腐施工設(shè)計(jì)了多個(gè)環(huán)節(jié)，而且整個(gè)管理程序非常復(fù)雜，這也是導(dǎo)致我國目前針對石油管道防腐管理效率相對較低的主要原因[1]。

3石油管道工程的防腐技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1緩蝕劑防腐技術(shù)

緩蝕劑作為一類防腐材料，石油管道運(yùn)輸過程中，為了規(guī)避管道腐蝕問題，一般會考慮在石油當(dāng)中添加適量的緩蝕劑。同時(shí)，緩蝕劑本身具有生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢，將其添加到石油當(dāng)中，并不會增加過多的石油運(yùn)輸成本，且可以有效規(guī)避管道腐蝕問題，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。但是不可否認(rèn)的是緩蝕劑的添加，也具有較大幾率引發(fā)一系列問題，若后期維護(hù)工作難度加大。之所以如此，是因?yàn)槭凸艿辣旧碇谱鞑牧蠌?fù)雜，單一的緩蝕劑只能防止單一金屬的腐蝕，而無法防止各類金屬材料的腐蝕問題，從而使得石油管道防腐效果欠佳。因此，緩蝕劑防腐技術(shù)的應(yīng)用具有一定的局限性，廣泛應(yīng)用在短程石油管道防腐中[2]。

3.2陰極保護(hù)技術(shù)

陰極保護(hù)非常普遍的運(yùn)用于電化學(xué)腐蝕的預(yù)防工作中，通常來說借助于強(qiáng)制電流法，應(yīng)用陰極保護(hù)的過程中需選擇活潑性金屬，如此一來若出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)也能夠讓這部分活潑性較強(qiáng)的金屬優(yōu)先反應(yīng)，如此一來即可對陰極金屬起到保護(hù)效果，避免石油管道發(fā)生電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。與此同時(shí)，選擇材料的過程中還應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)壽命相匹配的輔助陽極系統(tǒng)，亦或是對陽極系統(tǒng)第一時(shí)間進(jìn)行更新，如此才可以確保電化學(xué)反應(yīng)能夠按照預(yù)期設(shè)計(jì)進(jìn)行，提升防腐效果。

3.3電化學(xué)技術(shù)

由于金屬管道表面具有吸附作用，當(dāng)管道處于較為潮濕的環(huán)境中時(shí)，管道表面會進(jìn)行水分吸附，并在管道外部形成一層較薄的水膜。此時(shí)管道表面金屬會與水中雜質(zhì)進(jìn)行接觸，進(jìn)而產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)后，金屬中的鐵會被電解成鐵離子，并進(jìn)入到水膜之中。當(dāng)鐵離子進(jìn)入到水膜后，會向雜質(zhì)方向進(jìn)行移動并發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氫氧化鐵等物質(zhì)。這些物質(zhì)吸附在金屬表面便會形成紅褐色鐵銹，而這也是管道腐蝕問題產(chǎn)生的主要原因。目前較為常見的電化學(xué)技術(shù)主要分為陰極保護(hù)技術(shù)以及陽極保護(hù)技術(shù)2種。技術(shù)應(yīng)用時(shí)，會通過在管道外部加設(shè)電流的方式，改變電解質(zhì)陰陽極，進(jìn)而對離子產(chǎn)生形成有效控制，達(dá)到預(yù)期管道防腐保護(hù)要求。其中陰極保護(hù)會通過在管道回路中加入直流電的方式，將管道變成陰極，對管道形成保護(hù)。此種保護(hù)方式適用范圍較廣，且具有保護(hù)周期長以及對環(huán)境條件要求低等特點(diǎn)，在多數(shù)管道保護(hù)工程中均可使用[3]。

3.4涂層防腐技術(shù)

涂層防腐技術(shù)在石油管道防腐安全施工中的應(yīng)用，具體包括三方面的內(nèi)容，第一，無機(jī)非金屬防腐，這種防腐安全技術(shù)廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代石油管道防腐施工中，具有抗高溫、耐氧化、抗腐蝕性等優(yōu)勢。一般而言，無機(jī)非金屬防腐的使用主要包括搪瓷涂層、玻璃涂層等幾種應(yīng)用方式?；诳垢g能力角度而言，搪瓷涂層在實(shí)踐中的應(yīng)用，表現(xiàn)的效果更加，適用在鋼制石油管道的表層。而玻璃涂層在實(shí)踐中的應(yīng)用，優(yōu)勢集中體現(xiàn)在密閉性、抗磨性，正因如此，該項(xiàng)技術(shù)適用在石油管道內(nèi)層。第二，3PE涂層。這類防腐材料是一類復(fù)合型材料，內(nèi)層材料以環(huán)氧粉末為主，而表層材料主要以聚乙烯復(fù)合材料為主。這類防腐材料在實(shí)踐中的有效應(yīng)用，展現(xiàn)了超強(qiáng)的機(jī)械性以及防腐性，在石油管道防腐施工中，適宜在石油管道外部推廣應(yīng)用。近些年來，伴隨科技的發(fā)展，我國已經(jīng)研發(fā)出耐高溫?zé)釃姴Ａ繉拥姆栏夹g(shù)，在石油管道防腐安全施工中具有廣闊的前景。第三，無溶劑環(huán)氧涂層，這類防腐材料廣泛應(yīng)用在石油管道內(nèi)層防腐施工中，具體操作過程中可與石油內(nèi)的部分雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可規(guī)避石油對石油管道內(nèi)層的腐蝕作用，這種防腐施工除了保護(hù)石油管道之外，還可以通過化學(xué)反應(yīng)減少石油原料中的雜質(zhì)，從而有助于提高石油質(zhì)量。

結(jié)語

綜上所述，石油管道防腐管理工作非常重要，從當(dāng)前的實(shí)際情況來看，在防腐工作中依舊還表現(xiàn)出一些問題，石油企業(yè)要引起充分的重視，不僅要深入研究應(yīng)用各種防腐技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況選用最佳的防腐技術(shù)措施，以提高管道防范性能，減低安全事故的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1]焦德武.石油管道防腐中的問題及解決策略[J].全面腐蝕控制，2019，33（05）：96-98.

[2]陳曉文.淺析石油管道工程的防腐技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（14）：35-36.

[3]薛紹須，劉超.石油管道的腐蝕工作現(xiàn)狀及解決對策[J].設(shè)計(jì)通訊，2018，44（07）：27.