油氣儲運(yùn)中管道防腐技術(shù)

鄧 超

（南京中設(shè)石化工程有限公司，江蘇 南京 210000）

引言

石油與天然氣是目前我國社會持續(xù)性發(fā)展中不可或缺的能源，是我國經(jīng)濟(jì)不斷增長的重要保障。因此，需要確保油氣儲運(yùn)過程的安全，從而來滿足消費者的需求。油氣儲運(yùn)過程中應(yīng)用的輸送管道大多數(shù)為金屬材質(zhì)，并且由于這些輸送管道暴露在不同環(huán)境之中，運(yùn)輸?shù)挠蜌庑再|(zhì)不盡相同，若不采取措施進(jìn)行保護(hù)，這些輸送管道極易被腐蝕。此外，輸送管道本身的材質(zhì)和質(zhì)量以及防腐技術(shù)的應(yīng)用決定了其抗腐蝕能力的強(qiáng)弱，這些因素都會影響防腐工作的成效，從而影響油氣儲運(yùn)過程的安全。因此，為了充分利用油氣資源，確保油氣儲運(yùn)過程的安全，需要針對輸送管道發(fā)生腐蝕的原因，對其進(jìn)行研究和分析，并采取合適的防腐技術(shù)對輸送管道進(jìn)行保護(hù)。

1 油氣儲運(yùn)管道腐蝕原因

造成管道腐蝕的原因很多，但根據(jù)腐蝕情況可分為內(nèi)部原因和外部原因。內(nèi)部原因主要包括防腐層失效和油氣性質(zhì)差異等，外部原因主要包括環(huán)境差異和施工影響等[1]。為選取合適的防腐技術(shù)，需對管道腐蝕原因深入分析。

1.1 內(nèi)部原因

防腐層失效主要是由于防腐層老化、脫落、損耗而引起的，管道防腐層在不經(jīng)任何維護(hù)和保護(hù)的情況下，風(fēng)吹日曬長時間使用后，其防腐效果大打折扣，起不到良好的防腐效果，從而造成了管道的腐蝕。因此，需定期對管道進(jìn)行檢查，對損壞防腐層進(jìn)行修復(fù)。

在油氣輸送過程中，由于輸送的油氣性質(zhì)不盡相同，其內(nèi)含有的腐蝕性物質(zhì)和雜質(zhì)會對管道造成腐蝕和磨損。例如，一些硫化物和二氧化碳會在油品中形成酸類物質(zhì)，從而與金屬管道發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，對管道造成腐蝕。另外，由于油品中含有水分，存在著一些電化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)破壞了金屬晶格，使管道更容易遭受到腐蝕。此外，一些固體雜質(zhì)在運(yùn)輸過程中，與管壁碰撞，對管道造成了磨損，降低了管道的強(qiáng)度。還有一些細(xì)菌會對管道造成更大的腐蝕威脅。這些問題是不可避免的，因此需針對不同的油氣性質(zhì)，選擇合適的防腐技術(shù)。

1.2 外部原因

實際油氣運(yùn)輸管道鋪設(shè)距離很長，跨越范圍很廣，接觸的介質(zhì)與環(huán)境也會發(fā)生變化，因此會受到不同程度上的腐蝕。管道接觸的介質(zhì)不同，腐蝕因素也會有所不同。地上管道容易受到空氣的腐蝕以及風(fēng)沙的侵蝕，地下管道則容易受到土壤的腐蝕，水下管道則容易受到水的腐蝕。另外，外部環(huán)境的變化也會對腐蝕造成影響，例如溫度的變化，通常溫度越高，反應(yīng)速率加快，從而加快了管道的腐蝕速度[2]。土壤酸堿度的變化也會造成影響，酸堿度越高，越容易對管道造成腐蝕。

此外，在管道施工過程中，施工環(huán)節(jié)多而復(fù)雜，而且由于人為因素，存在著不確定性。因此，這些不確定的因素會影響管道的整體質(zhì)量，例如密封性不足、強(qiáng)度不夠等，這些質(zhì)量問題嚴(yán)重影響了后續(xù)的防腐效果。另外，在質(zhì)量檢查過程中，由于監(jiān)管人員的不認(rèn)真，往往會略過一些管道質(zhì)量問題，這樣也會對管道的防腐效果帶來影響。

2 油氣儲運(yùn)管道防腐技術(shù)

2.1 管道外部防腐技術(shù)

管道外部防腐技術(shù)主要包括涂層防腐技術(shù)和陰極保護(hù)技術(shù)[3]。涂層防腐技術(shù)就是在管道外表面噴涂防腐涂料，防腐涂料的選擇需要滿足以下幾個特性：一是具有良好的附著性，能夠強(qiáng)有力地附著在管道表面，不易脫落；二是具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠適應(yīng)外部環(huán)境的變化，如溫度、濕度、酸堿度等；三是良好的絕緣性，不易與管道產(chǎn)生電流；四是具有修復(fù)性，破損后能夠方便地進(jìn)行修復(fù)。目前，常用的涂料包括環(huán)氧涂料、聚乙烯、無機(jī)非金屬涂料等。

對于鋪設(shè)在地下和水下管道，除了應(yīng)用涂層防腐技術(shù)外，還需應(yīng)用陰極保護(hù)技術(shù)來進(jìn)一步提高管道的抗腐蝕性能。陰極保護(hù)技術(shù)主要原理就是將管道設(shè)置為陰極，從而防止管道表面失去電子，達(dá)到防腐目的。常用的陰極保護(hù)技術(shù)有附加電流保護(hù)和犧牲陽極保護(hù)[4]。附加電流保護(hù)設(shè)置一個輔助陽極，通過外界電源連接管道和輔助陽極，并不斷提供低壓直流電，對管道形成保護(hù)。犧牲陽極保護(hù)選取活潑性較強(qiáng)的金屬材料，并與管道組成原電池，由于活潑金屬更容易失去電子，因此成為了陽極，從而陰極的管道更不容易失去電子，達(dá)到了防腐效果。

2.2 管道內(nèi)部防腐技術(shù)

油氣儲運(yùn)管道內(nèi)部的油氣通常含有具有腐蝕性的物質(zhì)，例如一些硫化物、二氧化碳、水以及細(xì)菌等。同時，有可能會夾雜一些固體雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在輸送過程中會與管道內(nèi)壁發(fā)生碰撞，甚至?xí)l(fā)生反應(yīng)，對管道本身造成損傷，從而加快了管道腐蝕的速度。在運(yùn)輸過程中，由于管道或設(shè)備密封性不足，空氣會進(jìn)入到管道之中，而空氣中的氧氣會與管道之中的水相結(jié)合，并與金屬管道發(fā)生反應(yīng)，對管道進(jìn)行腐蝕。所以，在油氣儲運(yùn)過程中，應(yīng)盡可能地提高管道和設(shè)備的密封性。油氣中的硫化物與二氧化碳與水結(jié)合生成酸，并與金屬離子反應(yīng)生成沉淀，附著在管道內(nèi)壁形成結(jié)垢，例如碳酸鈣、硫酸鈣等。這種結(jié)垢附著在管道內(nèi)壁會造成腐蝕，會大大減小管道的強(qiáng)度。為解決這種問題，通常會在原油中添加相應(yīng)比例的阻垢劑。除了在油品中添加阻垢劑外，還會添加緩蝕劑，緩蝕劑的添加是為了阻止油品中腐蝕性的物質(zhì)與管道內(nèi)壁接觸，以此來緩解管道腐蝕。緩蝕劑的品種多樣，主要包括氧化膜型、沉淀膜型和吸附膜型等，需根據(jù)油品性質(zhì)來確定選用的類型，通常選用多種緩蝕劑并結(jié)合表面活性劑來混合使用，這樣效果更好。但是對管道腐蝕危害性最大的還是細(xì)菌，例如還原性細(xì)菌，這些細(xì)菌會將鹽分解成酸，從而對管道造成腐蝕，嚴(yán)重影響了管道的正常運(yùn)輸?shù)墓δ堋Ｒ虼?，需要對油品進(jìn)行殺菌處理，通常根據(jù)細(xì)菌相性添加合適的殺菌劑來滅菌，從而保障管道的正常運(yùn)輸。

3 優(yōu)化管道防腐的措施

應(yīng)用合適的防腐技術(shù)能夠有效提高管道的抗腐蝕能力，但為了進(jìn)一步優(yōu)化管道的防腐效果，還可以采取以下措施：

3.1 合理選用管道材質(zhì)

管道材質(zhì)的選用決定了管道本身的抗腐蝕能力，合理地選用管道材質(zhì)能夠有效提高防腐效果。通常管道材質(zhì)的選用可以從以下幾個方面進(jìn)行考慮：

1）根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同來選擇，目前油氣輸送管道鋪設(shè)在地上、地下和水下，接觸的環(huán)境分別為空氣、土壤和水。不同的環(huán)境對管道腐蝕的原因不盡相同，需要有針對性地選擇管材。若管道鋪設(shè)在水下，則需要選用防水性能和抗壓性能較好的材質(zhì)。

2）根據(jù)管材性能來選擇，需要綜合考慮到材料的密度、強(qiáng)度和光滑度等，并且在滿足輸送的條件下，盡可能地選用性價比高的管材，從而節(jié)約成本。

3）根據(jù)油氣輸送流量以及壓力來確定管徑大小和壁厚。只有充分考慮到以上管材選用的原則，才能從根本上進(jìn)行防腐，為之后防腐技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

3.2 加強(qiáng)管道施工管理

管道施工流程包括脫脂、加工、焊接、安裝和吹掃等工序，每個工序?qū)艿蕾|(zhì)量的好壞有著重要的影響。因此，需要對管道施工全過程進(jìn)行質(zhì)量管理。聘用綜合素質(zhì)高的作業(yè)人員，能夠嚴(yán)格遵守相關(guān)的施工規(guī)程和管理制度，特種作業(yè)需持證上崗；加強(qiáng)技術(shù)管理，認(rèn)真貫徹各項技術(shù)管理制度；加強(qiáng)檢查驗收制度并嚴(yán)格執(zhí)行，驗收主要材料和相關(guān)設(shè)備，嚴(yán)格檢查每道工序。只有這樣才能確保管道質(zhì)量符合要求，進(jìn)而提升管道的抗腐蝕能力。

3.3 促進(jìn)防腐技術(shù)研發(fā)

目前，我國防腐材料和防腐技術(shù)距高質(zhì)量、高水準(zhǔn)還有很大一段距離?，F(xiàn)實防腐技術(shù)應(yīng)用中，我國許多工程能夠應(yīng)用的防腐技術(shù)并不是很多，這就導(dǎo)致了防腐效果不好，存在安全隱患[5]。因此，需要結(jié)合工程實際狀況，加大投資，促進(jìn)防腐技術(shù)的研發(fā)，從而滿足工程防腐要求。研發(fā)新型防腐技術(shù)應(yīng)該從高性能、廣應(yīng)用、低成本、低污染等特點出發(fā)，只有這樣才能提高防腐技術(shù)的實用性，為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時也為社會帶來效益。

4 結(jié)語

綜上所述，油氣儲運(yùn)對于油氣資源的充分利用以及經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，而防腐技術(shù)能夠顯著提高輸送管道的抗腐蝕能力，從而提高油氣儲運(yùn)過程的安全性。為此，在油氣進(jìn)行管道輸送過程中，需要考慮到會對管道造成腐蝕的各種因素，針對性地選用合適的防腐技術(shù)。同時，相關(guān)研究人員需對油氣儲運(yùn)管道防腐技術(shù)進(jìn)一步研究，減少防腐工作的成本和污染，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。