油氣儲運中的管道防腐問題分析

劉春伶 李 嘯

1.四川華盛能源發(fā)展集團有限公司 四川成都 610051；2.中國石油天然氣集團公司西南油氣田分公司 四川成都 610051

石油資源是國家經(jīng)濟發(fā)展的基礎能源，而油氣儲運工程則作為其中的重要環(huán)節(jié)，其能夠直接影響社會的穩(wěn)定性。目前，隨著經(jīng)濟的持續(xù)增長,我國對能源的需求量和依賴度也越大，油氣儲存工程的建設是勢在必行的，而油氣儲運中管道防腐問題在油氣儲運中作用巨大，如果不加強對管道防腐問題的解決，很容易可能為油氣儲運過程埋下安全隱患。

1 油氣儲運管道腐蝕的因素

1.1 外部環(huán)境

在油氣儲運過程中，外部環(huán)境是管道腐蝕產(chǎn)生的重要誘因，這是由于運輸管道大多深埋在海洋或者地下土壤中，外部環(huán)境會對管道的抗腐蝕性能產(chǎn)生一定的影響，例如溫度、濕度等環(huán)境因素發(fā)生變化。雖然油氣儲運管道在投入使用之前，相關工作人員就會考慮到外部環(huán)境的腐蝕影響，并做好相應的準備或預防工作，但是管道長時間埋在地下環(huán)境中，難免會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

1.2 施工原因

施工方面的因素也是管道腐蝕發(fā)生的主要誘因之一，在油氣儲運管道施工過程中，施工材料選擇、施工人員技術、質量驗證以及質量管理水平等方面均會影響到管道的抗腐蝕性能。但是，油氣儲運管道施工屬于國家級的重點工程，因此在選擇管道施工材料、施工單位、施工人員技術以及質量驗證等方面，通常都具有嚴格的要求規(guī)范，不會出現(xiàn)相關問題，而施工過程中監(jiān)理單位需要做好相應的監(jiān)督管理工作，保證施工人員按照計劃施工，則能夠在一定程度上保證油氣儲運管道的抗腐蝕性能良好。

1.3 管道因素

油氣中主要有硫酸氫、二氧化碳等多種化學物質，其中一些化學物質存在著氧化特性，在管道儲運這些油氣的過程中，這些化學物質可能會引起一些劇烈的化學反應，這會嚴重損傷油氣儲運管道內(nèi)部的金屬晶格，進而影響到儲運管道的性能，使管道發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

1.4 管道防腐因素

目前，在很多相關研究中，在技術條件支持下對油氣儲運管道腐蝕問題進行研究，發(fā)現(xiàn)腐蝕問題發(fā)生甚至加劇的原因主要是由于管道的防腐層失去作用。因此，油氣儲運管道防腐中要加強對管道本身操作措施的重視，然后根據(jù)管道腐蝕發(fā)生的主要原因，在防腐工作中進行針對性的防控，對油氣儲運管道及防腐層脫離等情況進行重點關注，全面消除或控制管道腐蝕的誘因。

2 油氣儲運管道防腐技術的具體應用

2.1 做好管道防腐施工控制

（1）施工之前進行管道材料選擇時，要選擇防腐性良好的優(yōu)質材料。由于管道材料能夠直接影響到抗腐蝕能力，要想保證管道材料的防腐蝕性能，一方面要注意管道材料的透氣性、強度、透水性、耐土壤腐蝕性以及焊接性等功能；另一方面還要綜合考慮管道的耐腐蝕能力和電絕緣性等方面。對于管道的涂層材料，則要結合油氣儲運的具體情況進行選擇，油氣儲運管道需要處于不同環(huán)境下，而管道的防腐性也要根據(jù)具體環(huán)境來進行選擇，避免隨意搭配而降低管道的耐腐蝕性能。

（2）施工過程中要加強對破損點的日常排查。油氣儲運管道施工通常具有嚴格的規(guī)范標準和流程，而施工人員需要根據(jù)其要求進行布管、裝卸、運輸和起吊等操作，避免管道在施工過程中發(fā)生擠壓、碰撞和破損等情況，以保護管道外部和防腐層的性能。如果在施工過程中發(fā)生損傷，相關工作人員則需要及時進行評判該情況是否影響安全運行，無影響的話要做好相應的標記，有影響的話則需要對其進行修補。而且，對于焊接工作也要給予高度重視，在焊接前要注意檢查防腐層是否存在漏點情況，尤其是焊縫區(qū)域的防腐補扣，也要對其進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有漏點則要進行標記并及時處理。

（3）防腐檢測工作也是管道施工中的重點。對于補口處的防腐操作，要先檢驗其實施情況是否合格，確定其合格之后交由施工監(jiān)理人員進行確認，然后再將其投入使用。同時，還要對油氣儲運管道漏點做好補修等操作，先標記漏點、切點和剝離檢驗損傷點等，選擇合適的修補工藝和材料進行修補操作，完成修補之后采用電火花儀對其進行檢驗，檢驗合格之后要再次復檢，保證復檢合格。

（4）做好管道的下溝回填工作。在管道下溝時要輕拿輕放，以免管道防腐層產(chǎn)生新的損傷；然后在保證管溝底部平整之后，鋪一層洗砂層，再吊放管道，其中管道上部要鋪一層30cm 厚的細沙層，最后再開展原土石方的回填作業(yè)。

2.2 內(nèi)部防腐技術

油氣儲運過程中的管道腐蝕主要是源于油氣自身的影響，而管道腐蝕一般發(fā)生在內(nèi)部，所以要做好管道內(nèi)部的防腐蝕工作，針對此情況，工作人員需要根據(jù)儲運的油氣類型來選擇相應的防腐蝕措施。通常情況，油氣儲運管道內(nèi)經(jīng)過的氣體含有硫酸氫、二氧化碳等具有腐蝕性的介質，如果不針對性這些介質特性加以防護，則很容易發(fā)生管道內(nèi)部腐蝕。因此，在管道內(nèi)部防腐蝕工作中，可使用管道緩蝕劑進行處理，該試劑是一種效果良好的防腐蝕技術，將其應用在受腐蝕的管道處，可以控制腐蝕程度加重，有利于延長管道的使用年限，目前應用較多、實用性較強的管道緩蝕劑為GP- 1 型緩蝕劑。

2.3 管道防腐層技術

根據(jù)上述對管道腐蝕因素的分析可知，周圍介質在管道腐蝕中具有很大的影響，在油氣儲運管道防腐蝕工作中，如果能夠做好管道與介質的隔離，則能夠達到良好的防腐蝕效果。目前，主要是應用涂層防腐技術，其采用防腐蝕材料將油氣儲運管道與周圍環(huán)境中的介質隔離開來，以達到防腐蝕的目的，而現(xiàn)在油氣儲運工程中采用的管道涂層防腐技術有無機防腐涂層和有機防腐涂層兩種。

有機防腐蝕涂層在管道涂層防腐技術中應用較為廣泛，有機材料通常具有很強的耐腐蝕性和耐酸堿性，目前常見的有機防護涂層有環(huán)氧類、瀝青以及其他防腐蝕涂層。瀝青是管道防腐技術中最早使用的有機材料涂層，這是因為瀝青具有較好的耐堿性、耐酸性、耐水性等特征，而且瀝青還具有較好的絕緣性，其能夠牢固粘在金屬管上，且抗剝離能力較強，但瀝青也存在一定的不足之處，其作為防腐蝕涂層，熱穩(wěn)定性和機械強度均有待提高，容易老化，也邊角容易被細菌或者植物根莖破壞，這使得瀝青的應用受到了制約。環(huán)氧類涂層是世界范圍內(nèi)被廣泛認可的油氣儲運金屬管道防腐蝕工藝，與同類防腐蝕材料相比，環(huán)氧類涂層的防腐蝕性更強，其主要成分是環(huán)氧樹脂、固化劑等熱固化形成，使得該涂層具有很強的黏結力，涂層密度也比較高，耐堿、鹽腐蝕。

與有機防腐蝕涂層相比，無機防腐蝕涂層的應用范圍相對有限，但無機非金屬材料的優(yōu)勢十分顯著，具有不易老化、耐高溫、耐腐蝕以及耐磨等特性，例如搪瓷、陶瓷以及熱噴玻璃（釉）等類型的涂層，這些年被人們越來越重視。搪瓷涂層是近年來新興起的一種防腐蝕涂層，其防腐蝕能力十分強大，除了氫氟酸之外，幾乎可以抵抗其他各種性質或濃度的酸性腐蝕劑，且耐鹽性也高于其他無機材料。陶瓷涂層則是一種新型的無機防腐蝕涂層，穩(wěn)定性良好，能夠很好抗氧化、耐高溫、耐腐蝕等，在油氣儲運管道防腐蝕中，該材料在實際應用已經(jīng)研發(fā)出多種制備該涂層的技術。熱噴玻璃（釉）涂層是融合了熱噴涂技術和搪瓷技術而形成的一種涂層技術，在實踐中利用管道預熱和外部熱量來傳輸釉料到關閉內(nèi)部，然后進行融化噴涂，使釉料均勻覆蓋在管道內(nèi)壁，然后采用高溫火焰噴涂管道外部，該涂層技術能夠噴涂出光滑的涂層表面，阻力較小，能夠有效減少流體輸送過程中的耗能量。

2.4 防腐層技術及陰極保護技術的綜合使用

在油氣儲運工程的具體實踐中，管道通常設置為地上、地下交替進行，其中部門管道就不可避免會被埋在地下，地下的管道受周圍環(huán)境的因素，例如地下微生物、土壤等因素，會導致管道受到一定的腐蝕，為此，需要綜合采用各種防腐層技術和陰極保護技術。對于裸露在外的金屬管道，采用陰極保護技術就能達到防腐蝕作用，但該技術耗電巨大，故其應用價值及效益較差。如果單獨使用涂層技術進行保護，涂層的保護效果永遠無法實現(xiàn)理想中的狀態(tài)，尤其是涂層萬一出現(xiàn)破損、針孔等情況，就會與覆蓋部分形成大陰極，還有腐蝕電池的小陽極，就會使腐蝕集中在一些破損或者針孔的位置，這樣一來會增加管道的點蝕速率，其引起的安全隱患遠超于不涂層的狀態(tài)。針對埋地管道，目前公認的有效的防腐蝕技術是涂層技術和陰極保護技術相結合的方式，國內(nèi)外對該防腐蝕方式都具有相應的操作規(guī)范和標準。陰極保護分為犧牲陽極或外加電流兩種陰極保護方法，其中犧牲陽極是通過比被保護金屬電位更負的合金或者金屬來提供電流，經(jīng)常使用的犧牲陽極材料有鋅合金、鎂合金等。外加電流則是通過外部直流電源給被保護的管道提供電流的方式，在此過程中、整個管道表面為陰極從而得到保護的技術，該技術裝置主要包括陽極裝置、直流電源監(jiān)測系統(tǒng)以及連接導線。

3 油氣儲運管道防腐措施時的注意事項

3.1 防腐材料

在開展油氣儲運管道防腐工作過程中，防腐材料是防腐技術應用的重點，所以要根據(jù)管道具體情況和應用的防腐技術選擇合適的防腐蝕材料。在防腐材料選擇中，不僅要確保防腐材料的韌性、強度以及焊接性等方面性能，還要注意管道材料在油氣儲運中的持久性、持續(xù)性等特性，盡可能選擇各方面性能符合要求標準、綜合性良好的管道材料，例如材料的土壤腐蝕性、透水性以及電絕緣性等特點，從各個角度來拓展防腐材料的適用范圍，改善管道的受限范圍。

3.2 涂層成本及其穩(wěn)定性

當下，防腐材料的涂層成本及其穩(wěn)定性成為我國油氣儲運管道防腐蝕工作中的重中之重，所以相關工作人員在油氣儲運管道防腐工作中，需要了解管道防腐工作開展狀況，結合其實際情況提高安全防范意識，增加該方面的資金投入，加強防腐工作的質量管控，以延長油氣儲運管道的使用壽命，從而提高管道的防腐工作效率和經(jīng)濟效益。

4 結語

總而言之，我國經(jīng)濟近年來多樣化的快速發(fā)展，使油氣儲運工程成為國民經(jīng)濟的重要部分，而管道腐蝕問題作為油氣儲運的常見情況，其防腐蝕工作十分重要。在油氣儲運管道防腐蝕操作中，相關工作人員首先要明確管道腐蝕的各個因素，然后根據(jù)其具體因素分析油氣實際儲運過程中的防腐蝕措施，并加強對管道的管理力度，定期檢修管道性能，盡可能預先排除各種安全隱患，才能有效延長管道的使用年限。而且，相關工作人員還要對油氣儲運管道的防腐工作重視起來，綜合使用管道內(nèi)部防腐技術、防腐層技術以及陰極保護技術等技術，根據(jù)管道腐蝕類型靈活使用各種防腐蝕技術，從而確保管道正常使用，促進油氣儲運的正常開展，為石油資源的應用和發(fā)展提供良好的基礎保障。