防腐專業(yè)電化學保護法和保護層法的技術(shù)特性及成本優(yōu)劣的研究和分析

趙 寧 大慶油田工程建設(shè)有限公司國際工程事業(yè)部

一、電化學保護法和保護層法的技術(shù)特性和各自的優(yōu)劣

(一)電化學保護法的技術(shù)特性

電化學保護法指的是根據(jù)電化學原理在金屬材質(zhì)管道上采取措施，從而讓金屬成為腐蝕電池中的陰極，進而防止或者減輕金屬腐蝕的方法。電化學保護法通常分為陽極電化學保護和陰極電化學保護，在我國使用最廣泛的是陰極電化學保護法。由于在大型工程的施工過程中，往往會出現(xiàn)金屬材質(zhì)管道埋在地下的情況，金屬材質(zhì)和土壤的接觸會生成電化學反應(yīng)，進而產(chǎn)生具有極強的腐蝕力的化學物質(zhì)，久而久之就會造成金屬材質(zhì)管道的腐蝕，不利于安全輸送油氣的進行。

(二)保護層法的技術(shù)特性

保護層法指的是金屬材質(zhì)管道表面涂料涂裝施工，在設(shè)備表面涂裝具有陰極保護作用的涂料，可使工管道不易發(fā)生腐蝕。在涂裝完畢發(fā)揮防腐蝕作用的底漆后，再涂一層中間漆使得涂層增厚，最后涂上一層涂料隔絕空氣，避免空氣侵入底漆，出現(xiàn)氧化反應(yīng)，同時也能夠保護和封閉底漆。而底漆和封閉漆的涂裝時間也是構(gòu)建保護層需要把握的關(guān)鍵，通常來說底漆應(yīng)在工程設(shè)備出廠前施涂，要保證涂裝質(zhì)量，最后一道漆通常在運輸前施涂，保證底漆在運輸過程中不出現(xiàn)破損。但是通過金屬材質(zhì)管道表面涂料涂裝的方式構(gòu)建設(shè)備保護層，是一個涉及工序較多的過程，并且涂料涂裝過程中的每一個環(huán)節(jié)都十分重要，一旦某個細節(jié)出現(xiàn)問題，保護層就無法完全發(fā)揮作用。

(三)電化學保護法和保護層法的優(yōu)劣比較

電化學保護法和保護層法的優(yōu)勢：電化學保護法在國外的發(fā)展歷史悠久，運用經(jīng)驗豐富，發(fā)展已經(jīng)非常成熟，能夠給我國的防腐專業(yè)提供更多經(jīng)驗借鑒。并且電化學保護法的操作程序較為簡便，施工工藝也較為成熟，已經(jīng)有完備的施工范本以及完整的施工標準，并且施工所需成本也比較低，在電化學保護體系構(gòu)建完成后，能夠使用金屬材質(zhì)管道長達幾十年不腐蝕，這些都是電化學保護法的優(yōu)勢。保護層法用涂料進行疊涂，不同的涂料能夠發(fā)揮不同的作用，如防銹、防腐蝕和增強涂層厚度等，能夠延長金屬材質(zhì)管道的使用壽命，保護油氣的運輸安全，除此之外，保護層法的美觀性較優(yōu)也是一大優(yōu)勢。

電化學保護法和保護層法的劣勢：電化學保護法在發(fā)揮作用的過程中，陽極消耗大，難以調(diào)節(jié)在最佳保護電位，造成所提供的電流較小，除此之外，還可能會出現(xiàn)需要直流電流的情況，對于保護系統(tǒng)要經(jīng)常進行檢查和管理，耗費了大量的人力物力，并且電保護系統(tǒng)對周圍金屬材質(zhì)管道會產(chǎn)生散雜電流腐蝕的情況。實施保護層法，在金屬材質(zhì)管道表面涂裝涂料的過程中，對于施工環(huán)境的要求很高，施工步驟也較為復(fù)雜，很容易出現(xiàn)安全事故。

二、選用兩種防腐方式的必要性和成本對比

(一)選用兩種保護方式做好防腐的必要性

目前世界上用于開采油氣和輸送油氣所鋪設(shè)的管道長度里數(shù)十分巨大，有數(shù)據(jù)顯示總長度已經(jīng)超過200萬千米，而這些管道大多屬鋼鐵材質(zhì)，本身具有易腐蝕性，并且地下土壤的土質(zhì)較為復(fù)雜，而且所輸送的油氣中也含有腐蝕性較強的物質(zhì)，種種因素疊加在一起，導(dǎo)致輸送油氣管道的內(nèi)外側(cè)都極有可能被腐蝕。而一旦輸送管道被腐蝕，就會導(dǎo)致輸送油氣的泄露，不僅經(jīng)濟損失巨大，還會對環(huán)境造成極大的危害，如果處理不及時，遇到明火等還可能會引發(fā)火災(zāi)，對人的生命健康安全造成極大的安全隱患。并且管道受到種種因素的影響，被腐蝕的速度極快，每年幾乎都有10%的管道被腐蝕，這一龐大的數(shù)字代表了無數(shù)的安全隱患和資源浪費。因此，做好油氣輸送管道的防腐蝕工作是十分有必要的，而電化學保護法和保護層法作為兩種常用的、防腐效果好的防腐蝕措施，應(yīng)當被充分運用于油氣輸送管道防腐蝕當中。

(二)兩種防腐方式的成本對比

1.電化學保護法

在電化學保護法的具體分類中，陰極保護法是常用的方法，陰極保護法通常在口徑較大的油氣運輸管道使用，需要安裝電絕緣設(shè)備、安裝恒電位儀、設(shè)置陰極地床等設(shè)備，這些設(shè)備所占用成本較多。除此之外，由于陰極保護技術(shù)系統(tǒng)的施工難度較大，對于施工準確性的要求較高，且后期一旦出現(xiàn)問題需要立刻進行維護，因此，聘請專業(yè)的施工和維修團隊，也是較大的成本支出。

2.保護層法

在運用保護層法防止油氣輸送管道被腐蝕的過程中，主要涉及到兩方面的工作，一方面是管道內(nèi)側(cè)的防腐，另一方面是管道外側(cè)的防腐。在涂層防腐的過程中，涂層材料的采購是一項較大的成本支出。而研制防腐涂層材料的經(jīng)費投入也是較大的成本支出，并且需要大量的工人參與到防腐涂層的施工當中來，也需要投入大量的成本。

三、管道防腐工程施工需要采購的物資

(一)石油輸送管道陰極保護系統(tǒng)施工需要采購的物資

在使用陰極保護法防止石油輸送管道被腐蝕的過程中，需要注意以下三點：首先，受到保護的管道必須是金屬材質(zhì)，且管道所在的位置周邊要存在導(dǎo)電介質(zhì)，具體的導(dǎo)電介質(zhì)包括特殊種類的土壤、海水等，這些導(dǎo)電介質(zhì)充分參與陰極保護系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)，才能夠促使陰極保護系統(tǒng)發(fā)揮作用。其次，金屬材質(zhì)的石油輸送管道必須完全浸沒在導(dǎo)電介質(zhì)中，才能夠使得電流作用于全部的金屬材質(zhì)管道，提高陰極保護系統(tǒng)發(fā)揮保護作用的效果。這就對導(dǎo)電介質(zhì)的分布提出了更高的要求，也就是要想使得陰極保護系統(tǒng)充分發(fā)揮作用，導(dǎo)電介質(zhì)僅僅分布在管道的一側(cè)是遠遠不夠的，要求導(dǎo)電介質(zhì)必須將石油輸送管道包圍起來。最后，使用陰極保護法防腐蝕的石油輸送管道形狀要整齊、流暢。

例如，針對上文所提出的在陰極保護法實施過程中需要注意的問題，梳理了在石油輸送管道陰極保護系統(tǒng)施工中，具體的需要采購的物資。第一項物資，恒電位儀架設(shè)原材料。恒電位儀的安裝是陰極保護系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)，要購買型號合適，質(zhì)量符合行業(yè)標準的恒電位儀，且購買的數(shù)量要滿足管道施工的需求。并且需要注意的是所購買的恒電位儀，其控制臺的位置應(yīng)當能夠放置在陰極保護區(qū)間內(nèi)，而恒電位儀本體能夠放置在控制臺的兩側(cè)。第二項物資，匯流點設(shè)置的原材料，具體包括每一條石油管道的匯流點設(shè)置都需要一個防爆接線箱和一個埋地型長效參比電極。管道內(nèi)的陰極電纜等發(fā)揮作用的電纜都需要通過防爆接線箱才能夠和主設(shè)備連接起來，發(fā)揮防腐作用。并且隨著匯流點和參比電極相關(guān)物資的采購，也需要采購做好匯流點處防腐絕緣工作的物資，避免在運行過程中出現(xiàn)意外情況。第三項物資，鋪設(shè)陽極地床的原材料。組成陽極地床的物資包括十五只標準規(guī)格的高硅鑄鐵陽極、三十條兩米長的規(guī)格標準的電纜。在陽極地床裝設(shè)的過程中需要采購輔助填包料，具體為焦炭粉。只有這些物資采購?fù)耆?，才能開展陽極地床的鋪設(shè)工作。第四項物資，鋅接地電池原材料，鋅接地電池主要由兩根鋅棒組成，且這兩根鋅棒要由絕緣物體連接起來。第五項物資，測試樁、防爆接線箱。陰極保護系統(tǒng)的施工應(yīng)當根據(jù)管道施工里程計算出需要采購的測試樁和防爆接線箱的數(shù)量，通常的計算標準為五米安裝一個電流測試樁、一期陰極保護系統(tǒng)的工程施工安裝四個防爆測試箱。根據(jù)這一標準，計算出總施工工程需要購買的測試樁和防爆接線箱的數(shù)量，再進行采購。

(二)石油輸送管道保護層系統(tǒng)施工需要采購的物資

保護層系統(tǒng)指的是在管道的表面涂裝防腐涂料，進而使得涂層發(fā)揮防腐作用。在涂料涂裝的過程中，主要分為八個步驟來進行：第一步，進行鋼管預(yù)熱。在管道防腐涂料的種類選擇中，粉末質(zhì)涂料被廣泛應(yīng)用，在粉末涂料涂裝之前，需要按照規(guī)定將鋼管預(yù)熱，才能夠使粉末狀涂料涂裝的更牢固。第二步，涂底漆。底漆共需要涂兩道，在涂底漆的過程中，要準確把握兩道底漆涂裝之間的間隔時間。第三步刮膩子。要選擇合適的膩子種類，要和底漆相適應(yīng)，并且在刮膩子的過程中，要注意刮膩子的手法。第四步，涂中間涂層。中間涂層主要起到增厚涂層，保護涂層的作用，在選擇中間涂層涂料時，也要和底漆相適應(yīng)。第五步，涂層打磨。這一環(huán)節(jié)主要是為了消除涂層表面的雜質(zhì)，使涂層變得平整，但在打磨的過程中也要注意打磨力度的把握，打磨完畢后，不能出現(xiàn)露底情況。第六步，涂面漆。這一環(huán)節(jié)是完成涂料涂裝的重要步驟，面漆涂料品種的選擇十分重要，直接決定了涂裝的程序和手法。第七步，固化涂層。涂層的固化方法主要包括兩種，一種是自然干燥固化，另一種是加溫固化，要根據(jù)涂層的厚度來決定固化的方法。并且，需要特別注意的是加熱固化的過程中要遵守固化程序。第八步，涂裝操作技術(shù)控制，在涂裝過程中，采用精良的涂裝技術(shù)，能夠提高涂裝的質(zhì)量，節(jié)省施工的時間。

例如，針對上文所提出的在保護層法實施過程中需要操作的步驟，梳理了在石油輸送管道保護層系統(tǒng)施工中，具體的需要采購的物資。第一項物資，鋼管預(yù)熱設(shè)備，鋼管預(yù)熱是涂料涂裝的基礎(chǔ)，為此選擇合適的鋼管預(yù)熱設(shè)備，高效完成鋼管預(yù)熱工作是十分有必要的。第二項物資，底漆。底漆是涂料涂裝的第一道程序，也是涂料涂裝中最基礎(chǔ)的工作，為此底漆的采購是十分重要的，要選擇符合行業(yè)標準的底漆品種，選擇的底漆的干燥時間、涂敷間隔時間要符合施工要求。第三項物資，膩子。在涂層外涂刮膩子，能夠使涂層變得更加平整和美觀。因此，在膩子的采購過程中要采購和底漆和面漆相配套的品種。第四項物資，中間涂層涂料采購。中間涂層也起到了保護和裝飾涂層的作用，同時也能夠彌補底漆涂裝過程中出現(xiàn)的缺陷，為此中間涂料的采購也要和底漆和面漆相配套。第五項物資，面漆，面漆關(guān)系到涂裝表面是否整齊，因此，面漆種類的選擇要根據(jù)管道的實際狀況來決定。第六項物資，涂層操作技術(shù)。這項物資采購，采購的是技術(shù)和人才，涂裝時所選擇的操作技術(shù)對涂裝質(zhì)量來說，影響十分之大，為此選擇專業(yè)的涂裝團隊、對涂裝團隊內(nèi)的涂裝工人進行培訓(xùn)，也是采購過程中需要注意的。

(三)有效降低物資采購成本

為了有效地提升防腐專業(yè)電化學保護的質(zhì)量，加強對于保護層法的技術(shù)應(yīng)用，對此，不僅應(yīng)該針對采購物資進行嚴格的質(zhì)量把控，同時，還需要加強對于成本的進一步管理，選擇經(jīng)濟適宜的采購方案，進一步提升石油輸送管道防腐工程的經(jīng)濟性，促進石油輸送效益的增強，降低石油輸送成本。鑒于此，應(yīng)該依據(jù)實際情況，建立健全物資采購的規(guī)范機制，明確不必要的花費支出以及關(guān)鍵性的成本控制要點，做到預(yù)算報備與控制管理有效結(jié)合，從制度方面降低物資采購成本。

例如，在管道防腐涂料的采購過程中，應(yīng)該全面掌握管道防腐涂料的實際價值及供應(yīng)商的狀況，熟悉涂料的特性，了解相關(guān)的市場行情，對于涂料供應(yīng)商的綜合能力(供貨能力、品質(zhì)控制能力、研發(fā)能力、財務(wù)狀況)進行全面的了解，與現(xiàn)有的供應(yīng)商進行有效的議價，確認管道防腐涂料的市場價格，通過降低采購單價、延長貨款結(jié)算時間等方式，降低物資采購成本。在另一方面，還可以開發(fā)新的供應(yīng)商，進一步優(yōu)化供應(yīng)商資源，做到貨比三家，制定最優(yōu)的采購方案，對于同類物資的總采購量、各供應(yīng)商供應(yīng)量占比情況、綜合平均價格進行分析，并擬定采購成本項目結(jié)項報告，對于項目綜合成本進行計算，上報相關(guān)管理部門，以備后期優(yōu)化調(diào)整。

四、如何有效降低采購成本

(一)集中統(tǒng)一管理

采購環(huán)節(jié)中進行集中統(tǒng)一的管理工作，是有效降低物資采購成本的重要手段。對于防腐材料的采購權(quán)分散在各企業(yè)或者各部門，存在著一定弊端。首先，對于防腐材料物資采購的優(yōu)勢無法發(fā)揮出來。大量的防腐材料物資采購，才有可能和供貨方商談降低市場價，供貨商才有可能由于薄利多銷的原因，愿意以較低的價格出售防腐材料。其次，防腐材料庫存過高。因此，企業(yè)對于采購環(huán)節(jié)和采購權(quán)應(yīng)該集中統(tǒng)一管理，成立專門的統(tǒng)一采購部門。由專門的采購部門來和防腐材料的供貨商進行材料價格的商談，所要采購的防腐材料和其他所要的材料總共需求量比較大的話，很容易和供貨商對于防腐材料的價格達成一個互惠互利的價格，雙方都會滿意。采購部門把握這個企業(yè)的采購權(quán)，可以更加合理的對采購資金進行分配，節(jié)省不必要的采購成本，整體的采購成本得到降低，防腐材料的成本也會得到合理的節(jié)約。

(二)監(jiān)督采購程序

首先，要建立嚴密、科學、合理的采購程序制度。對于防腐材料相關(guān)的計劃審批、合同簽訂、材料驗收、收款結(jié)算、供應(yīng)商評估、采購業(yè)務(wù)人員的業(yè)績考核等，都需要制定科學合理的制度體系來進行規(guī)范。其次，制定合理的防腐材料的采購低價，更多地關(guān)注和收集防腐材料的市場價格信息，并構(gòu)建起相應(yīng)的信息檔案，建立相關(guān)的價格評估小組，對于防腐材料的采購價格進行合理的制定。最后，完善對于采購程序的監(jiān)督管理體系。僅有科學合理、嚴密規(guī)范的程序制度，但是缺少完善的監(jiān)督管理體系和強有力的執(zhí)行力度，必然會出現(xiàn)相應(yīng)的采購漏洞。完善有力的監(jiān)督管理往往比制定科學的采購程序更加重要。因此，要對采購程序進行全方位、全過程的監(jiān)督管理，主要對從計劃的制定審批，到采購合同的簽訂，再到防腐材料質(zhì)量的驗收，最后到采購付款的結(jié)算的四個環(huán)節(jié)進行嚴格的把控和監(jiān)督，形成科學合理的采購環(huán)節(jié)監(jiān)督體系。并實行“責任到人”的責任追究制度，做好防腐材料采購的各環(huán)節(jié)的記錄，一旦出現(xiàn)問題，可以立即處理并追責到人。這樣不僅可以減少采購程序中各部門人員的腐敗問題，還可以大幅度降低物資采購的成本，以及提升所采購的防腐材料的物資質(zhì)量。

(三)創(chuàng)新采購方法

創(chuàng)新防腐材料的采購方法，是有效降低采購成本的重要條件。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進步，市場的競爭也愈加激烈，防腐材料的市場價格的波動波動變化也日益增大。僅通過傳統(tǒng)的雙方商談價格采購方法，已經(jīng)無法適應(yīng)市場競爭激烈對物資采購所提出的新要求。因此，要創(chuàng)新和發(fā)展防腐材料的采購方法，有效降低物資采購的成本，為企業(yè)獲取最大的利潤空間，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

第一，對防腐材料的采購使用招標采購方法。像防腐材料這種需要采購大量物資、需要采購資金也大的采購對象，非常適合招標采購。聘請諸多的合格的供應(yīng)商來對于防腐材料的價格來進行競標，對防腐材料質(zhì)量嚴格要求的前提下，價格較低的供貨商可以獲得預(yù)備供貨的資格，借此可以很好地節(jié)約防腐材料物資的采購成本。第二，可以使用比值比價采購方法對防腐材料進行采購。對于尚達不到招標采購標準的防腐材料物資量，企業(yè)的采購業(yè)務(wù)人員對三家及以上的供貨商進行比較，選擇商品質(zhì)量好且價格低廉的供貨商，并且對于防腐材料供貨商的比價結(jié)果需要經(jīng)由多重部門的認證同意簽字，才可以進行最后的采購環(huán)節(jié)。通過創(chuàng)新采購方法，以此來降低物資采購的價格，也就是有效地降低物資采購的成本。

五、結(jié)語

優(yōu)良的石油輸送管道防腐工程對于石油輸送來說，是十分有必要的，它能夠保證石油管道不被腐蝕或減緩管道被腐蝕的速度，進而保證石油輸送的安全。本文詳細地分析了電化學保護法和保護層法在構(gòu)建過程中需要采購的物資，但依然有很多環(huán)節(jié)的物資沒有涉及到，仍需要采購人員在采購過程中注意。