油氣儲(chǔ)運(yùn)中管道防腐工藝設(shè)計(jì)和使用

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（中國(guó)石油工程建設(shè)公司北京設(shè)計(jì)分公司 北京 100080）

1.國(guó)內(nèi)外輸油管道防腐工藝

相較于日本、韓國(guó)和歐洲等國(guó)家，我國(guó)管道防腐技術(shù)雖起步較晚，但有著很好的發(fā)展趨勢(shì)，輸油管道防腐技術(shù)也不斷進(jìn)步并且應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。

（1）高密度聚乙烯。高密度聚乙烯是一種熱塑性樹(shù)脂，具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)良的耐腐蝕性，因此是管道防腐的理想材料，它可以與各種不同類型的防腐層混合使用，以達(dá)到更好的防腐效果。目前我國(guó)石油管道主要采用聚乙烯管道防腐涂層，隨著科技進(jìn)步以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，聚乙烯防腐涂層逐漸出現(xiàn)了更好的性能和應(yīng)用前景。這類管道的使用不僅可以延長(zhǎng)管道之間的運(yùn)行時(shí)間，而且對(duì)于提高管道輸油管道的防腐性能具有積極意義。但是，在使用聚乙烯輸送鋼管涂裝防腐涂層時(shí)，應(yīng)注意操作步驟和施工方法，以防止噴涂涂料的損傷和堵塞管道防腐涂層表面。由于高密度聚乙烯材料表面光滑且附著力較好，所以能夠使用較為靈活的施工工藝來(lái)施工，但需注意涂層之間有一定縫隙和摩擦可能會(huì)對(duì)管道造成損傷。

（2）高強(qiáng)度聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫的防腐效果是比較好的，而且成本相對(duì)較低。聚氨酯泡沫的原料是以聚苯乙烯為主的多種有機(jī)聚合物，包括異氰酸酯共聚物、羧酸等。這種材料能夠耐受一定范圍的溫度和濕度變化，不與其它化學(xué)溶劑發(fā)生反應(yīng)，可適用于任何氣候條件進(jìn)行保溫，是一種性價(jià)比高，在輸油管道中應(yīng)用較為廣泛的材料。目前國(guó)內(nèi)大部分大型管道防腐廠采用的聚氨酯發(fā)泡材料主要是聚苯乙烯發(fā)泡材料和聚氨酯泡沫材料雙組分復(fù)合結(jié)構(gòu)。聚氨酯發(fā)泡材料具有較好的彈性和剛性，具有優(yōu)異的防水和耐腐蝕性能。聚氨酯發(fā)泡材料具有很強(qiáng)的耐磨性和耐化學(xué)性，適用于輸油管道中使用。

（3）聚氯乙烯。聚氯乙烯是由氯乙烯和聚乙烯共聚而成的聚合物，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。它具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和耐熱性能，通常用于塑料表面、機(jī)械結(jié)構(gòu)和化學(xué)試劑等領(lǐng)域。但是，由于聚氯乙烯管道易腐蝕，因此使用時(shí)必須注意它所具有的良好性能和施工工藝，從而確保不會(huì)對(duì)管道造成任何損傷。

（4）玻璃纖維增強(qiáng)塑料。玻璃纖維增強(qiáng)塑料是指采用玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，經(jīng)過(guò)熱處理形成具有一定厚度的薄膜，然后在薄膜上覆蓋一層金屬材料制成的復(fù)合薄膜，其表面還可以承受一定壓力。這樣，就具有了耐高溫、耐腐蝕、耐酸堿腐蝕的性能，從而提高了產(chǎn)品品質(zhì)和使用壽命，降低了工程成本。同時(shí)，它也對(duì)一些具有化學(xué)腐蝕作用，需要高溫的金屬材料起到一定保護(hù)作用，而玻璃纖維增強(qiáng)塑料則是其中之一。

（5）其他技術(shù)。輸油管道由于其特殊性，因此防腐技術(shù)也在不斷的發(fā)展和創(chuàng)新中。目前輸油管道已經(jīng)進(jìn)入了無(wú)底漆涂裝時(shí)代。在防腐施工中不能使用普通涂料用于管道防腐施工。必須使用專用涂料進(jìn)行施工，其操作步驟和操作方法必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該涂料具有優(yōu)異的防腐性能和一定的附著力。涂料中常見(jiàn)的有雙組份樹(shù)脂、聚氨酯、聚丙烯酰胺等。

2.造成油氣儲(chǔ)運(yùn)中管道腐蝕的原因

為了能夠使得國(guó)內(nèi)能源平衡，所采用的就是油氣儲(chǔ)運(yùn)的方法，對(duì)國(guó)內(nèi)各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展有一定的支撐性。不過(guò)在油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中也存在了很多的問(wèn)題，這其中主要的就是腐蝕狀況，出現(xiàn)腐蝕的因素有很多，對(duì)腐蝕因素就要進(jìn)行全面了解才能夠增強(qiáng)防腐意識(shí)，對(duì)現(xiàn)在造成腐蝕原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，具體如下：

（1）外部因素。外部因素所涉及到的主要是溫度、介質(zhì)、施工三個(gè)方面。

溫度的影響。氣溫變化雖然對(duì)儲(chǔ)運(yùn)管線銹蝕速度不是直接性的影響，但是管線銹蝕速度加速的直接影響源。如果室內(nèi)外氣溫太高甚至是管道氣溫過(guò)高，對(duì)管線銹蝕就會(huì)有直接性的作用。氣溫增高的前提下，管線銹蝕速率也會(huì)提高，銹蝕范圍越大，最后將影響到石油運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量。導(dǎo)致工作溫度過(guò)高的因素有許多，比如散熱不良或者是內(nèi)部磨損問(wèn)題，這些因素都會(huì)導(dǎo)致管道的工作溫度慢慢的升高，對(duì)管道銹蝕現(xiàn)象有影響。

介質(zhì)因素一般指的是石油運(yùn)輸管線，它主要以鋪設(shè)與輸送方式為主，包括上鋪設(shè)送、水下鋪設(shè)輸送以及地下敷設(shè)。對(duì)管道鋪設(shè)方式的研究并不困難，考慮到石油運(yùn)輸管線的主要介質(zhì)為水、氣體及泥土，三種介質(zhì)之間本來(lái)就具有相當(dāng)?shù)母g性。例如泥土中的酸堿度不同，對(duì)管道的侵蝕程度也是不一樣的；而在環(huán)境的作用下，導(dǎo)致整個(gè)管道環(huán)境都變得的潮濕，很容易出現(xiàn)腐蝕情況；空氣中含有灰塵，沙塵等一些物質(zhì)液是現(xiàn)在管道腐蝕的影響因素之一。所以說(shuō)考慮到不同的介質(zhì)都會(huì)對(duì)管道有一定的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，只要在進(jìn)行問(wèn)題分析的時(shí)候，做到具體情況具體了解，才能夠找到管道出現(xiàn)腐蝕的真正原因，進(jìn)而設(shè)置科學(xué)合理性的防腐措施。

除了上述所說(shuō)到的溫度因素、介質(zhì)因素，施工環(huán)境對(duì)管道腐蝕也有一定的影響。部分的施工企業(yè)在施工的過(guò)程中沒(méi)有達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，使得儲(chǔ)存管道密封性兼顧性能不符合要求，這樣增加了防腐的危險(xiǎn)。另外一些施工單位在材料選擇上疏于管理，所選擇的材料不符合國(guó)家相應(yīng)的規(guī)定，都為后期管道儲(chǔ)運(yùn)埋下安全隱患。施工企業(yè)在管道鋪設(shè)的過(guò)程中沒(méi)有注重防腐工藝操作，對(duì)儲(chǔ)運(yùn)管道所采取的防腐措施簡(jiǎn)單或者是沒(méi)有采取防腐措施都是現(xiàn)在管道腐蝕的主要因素?？傊谑┕さ倪^(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的漏洞對(duì)儲(chǔ)運(yùn)管道的腐蝕都會(huì)有一定的影響，使得管道腐蝕發(fā)生率有所增高，施工單位在進(jìn)行施工的過(guò)程中對(duì)施工管理要強(qiáng)化，從最開(kāi)始的材料準(zhǔn)備階段一直到竣工都不能忽視，要注重整體素質(zhì)的強(qiáng)化，避免出現(xiàn)任何安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）油氣性質(zhì)影響。腐蝕屬于化學(xué)反應(yīng)，另外天然氣、石油等化學(xué)燃料本身也具有腐蝕特性。管道中一些物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以后，對(duì)管道會(huì)有一定的腐蝕。例如煤氣和油中都存在硫化物，硫化物本來(lái)就存在較強(qiáng)的腐蝕性，在和空氣接觸以后發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，對(duì)管道產(chǎn)生了一定的影響。

3.油氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐的注意事金

（1）選擇合理的管道材料。為了能夠使得管道腐蝕率有所降低，在防腐技術(shù)上要非常的側(cè)重。首先是管材選料方面一定要做到嚴(yán)格化，這也是降低腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的基本要素。材料選擇要對(duì)管材整體環(huán)境進(jìn)行綜合性的考量，例如管道鋪設(shè)的環(huán)境以及外部因素，只有選擇適合的管材才能夠在基礎(chǔ)上避免腐蝕率的增加。如果說(shuō)是水下鋪設(shè)，應(yīng)該選擇耐水性較好的管材，如果是地下鋪設(shè)，要選擇耐土壤腐蝕性較好的管材，按照綜合性選擇，要選擇綜合性較強(qiáng)的管材，不僅要有較好的黏著力以及透氣性，同時(shí)要具備較強(qiáng)的牢靠性以及電絕緣性。只有這樣才能夠使得儲(chǔ)運(yùn)管件整體質(zhì)量得到有效的提高，避免從根源上出現(xiàn)腐蝕。

（2）加強(qiáng)對(duì)防腐技術(shù)的研發(fā)。國(guó)內(nèi)最近幾年管道防腐技術(shù)已經(jīng)有較好的成績(jī)，但是與西方國(guó)家相比較還是有很大的差距。很多施工單位在施工的過(guò)程中所采用的防腐技術(shù)較為單一，并沒(méi)有具備先進(jìn)的工藝，也沒(méi)有采用先進(jìn)的技術(shù)。所以對(duì)防腐技術(shù)研究要不斷的深化，考慮到實(shí)際的情況，能夠設(shè)計(jì)更先進(jìn)的防腐技術(shù)，這樣才能夠提升國(guó)內(nèi)油氣儲(chǔ)運(yùn)實(shí)際需求。研發(fā)過(guò)程要考慮到防腐性能，將成本因素融入其中，能夠保證設(shè)計(jì)出的方案做到高性能、低成本，這樣才能夠在施工范圍中廣泛的推廣，使得防腐技術(shù)時(shí)效性得到提高。不僅如此，防腐技術(shù)工作人員培訓(xùn)工作不能忽視，要給予設(shè)備經(jīng)費(fèi)強(qiáng)大的支持，確保技術(shù)人員能夠?qū)⒖蒲谐晒诰唧w的施工過(guò)程中運(yùn)用，在實(shí)踐的過(guò)程中針對(duì)所存在的不足點(diǎn)進(jìn)行深入的探討，不斷改進(jìn)與完善，為國(guó)內(nèi)能源事業(yè)發(fā)展提供更好的基礎(chǔ)。

4.油氣儲(chǔ)運(yùn)中管道防腐工藝設(shè)計(jì)與應(yīng)用

（1）涂層防腐技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在油氣存儲(chǔ)管道防腐施工過(guò)程中常用到的是涂層防腐技術(shù)，采用涂層防腐技術(shù)所具備的優(yōu)勢(shì)較多，操作簡(jiǎn)便，成本低，對(duì)管道周圍環(huán)境沒(méi)有較高的要求，并且限制因素較少。所以說(shuō)現(xiàn)在管道防腐施工過(guò)程中，將涂層防腐技術(shù)作為主要的選擇。

首先防腐涂層黏著力較強(qiáng)，與管道材料之間能夠形成較好的黏合，不會(huì)有縫隙存在，也不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。涂層防腐需要有較強(qiáng)的適用性，在高溫、低溫的環(huán)境下都可能使用，在眾多的環(huán)境中也不會(huì)受到影響，涂層防腐所具備的修復(fù)效果較好。

涂層防腐技術(shù)按照材料進(jìn)行分類，考慮到其性能不相同，主要是分為納米改性材料、涂層無(wú)機(jī)非金屬防腐層。納米改性材料涂層是以科技為主的防腐技術(shù)，借助于納米技術(shù)使得涂層防腐的黏著力有所增強(qiáng)，涂層防腐的牢固得到保障，這種技術(shù)所具備的技術(shù)價(jià)值以及應(yīng)用價(jià)值較高。但是考慮到施工過(guò)程中需要較高的成本，所以現(xiàn)在只是在小范圍中使用。涂層無(wú)機(jī)非金屬防腐層是一種普遍使用的防腐層，在很多范圍中都會(huì)使用。此技術(shù)有較強(qiáng)的抗老化性，成本較低，不僅能夠使得防腐周期有所延長(zhǎng)，同時(shí)也是現(xiàn)在工藝改進(jìn)的基礎(chǔ)。

（2）陰極保護(hù)措施。陰極保護(hù)措施的適用條件由上述內(nèi)容可以看出，采用陰極保護(hù)技術(shù)主要是對(duì)電化學(xué)腐蝕所采取的。首先要明確的就是腐蝕的介質(zhì)必須有導(dǎo)電性，只有這樣才能夠起到較好的防腐效果。其次為了使得防腐效果持續(xù)，管道材料選擇上要側(cè)重于電子吸引力。在管道設(shè)置的過(guò)程中要增加絕緣措施，應(yīng)急保護(hù)技術(shù)類型。就現(xiàn)在國(guó)內(nèi)所使用到的應(yīng)急保護(hù)類型主要分為三種，分別是排流保護(hù)技術(shù)、外加電流保護(hù)技術(shù)、犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)，三種不同的保護(hù)技術(shù)在原則上是并不相同的，施工人員要按照具體的施工環(huán)境選擇適合的方法，只有這樣才能夠起到較好的防護(hù)效果。

（3）強(qiáng)化腐蝕工藝管理。管道施工過(guò)程中對(duì)管道建設(shè)要有所重視，管道建設(shè)是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。管道施工是由多項(xiàng)環(huán)節(jié)所組成的，例如施工水平，防腐材料，涂層方法等。采用土質(zhì)材料鋪設(shè)管道時(shí)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的自然環(huán)境要展開(kāi)全面綜合性的調(diào)查，并且在設(shè)計(jì)中將實(shí)際環(huán)境情況融入其中，選擇適合的設(shè)計(jì)方案及防腐方式。按照現(xiàn)在管道建設(shè)中防腐工作經(jīng)濟(jì)目標(biāo)來(lái)說(shuō)，選擇一種廣泛的設(shè)計(jì)方法是最可行的，在保證經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)確保防腐蝕效果。

（4）油氣長(zhǎng)輸管道中電絕緣裝置的安裝。油氣長(zhǎng)輸管道中需要設(shè)置電絕緣裝置，要采用性能達(dá)標(biāo)，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，只有這樣才能夠確保整個(gè)輸送環(huán)節(jié)的安全性。如果說(shuō)絕緣裝置失效，對(duì)系統(tǒng)會(huì)造成一定的影響，使其保護(hù)效率喪失。目前油氣管道所采用的電絕緣裝置出廠之前都會(huì)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的測(cè)試，只有符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)才能夠流入市場(chǎng)，本身所存在的質(zhì)量問(wèn)題可能性較小。不過(guò)在施工的過(guò)程中要注重施工標(biāo)準(zhǔn)，做到規(guī)范施工，避免管道受到雷擊。在管道運(yùn)營(yíng)過(guò)程中考慮到溫度變化所帶來(lái)的影響，是否超過(guò)專業(yè)裝備的最高值，這些因素對(duì)絕緣裝置失效都有直接性的影響。為了能夠使得電絕緣作業(yè)發(fā)揮最大的效果，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要有相應(yīng)的保護(hù)措施，增設(shè)防雷器或者是對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，能夠就管線展開(kāi)應(yīng)力分析。在絕緣頭附近設(shè)置彎頭，避免管道應(yīng)力，在出現(xiàn)問(wèn)題之后需要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，這樣才能夠保證管道的使用壽命，避免出現(xiàn)較強(qiáng)的腐蝕效果。

（5）防腐涂層防腐。防腐涂層防腐蝕工程所涉及到的是金屬表面處理以及防腐蝕涂層選擇等環(huán)節(jié)，為了可以使管道表面純凈程度增加，防腐管道表層的附著程度必須增加，才可以達(dá)到防腐蝕的穩(wěn)定效果。要對(duì)管線內(nèi)金屬表面進(jìn)行處理，可以采用手工去灰、用動(dòng)力工具去灰等方法，在防腐層施工前必須進(jìn)行金屬表面的除銹。而根據(jù)石油運(yùn)輸管線內(nèi)所使用的環(huán)境特性，防腐層必須充分考慮到其具體的特性，在耐腐蝕介質(zhì)中形成穩(wěn)定性，持續(xù)性的效果。防腐涂層防腐需要有較強(qiáng)的適應(yīng)性不會(huì)受到外界氣溫較大的影響，不會(huì)出現(xiàn)脫落的情況。在潮濕的環(huán)境中也能夠嘗試使用，并且能夠保證較好的性能。施工方便，價(jià)格合理，管道防腐層需要做到工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口的操作，能夠?qū)⒉焕绊懡抵磷钚　?/p>

5.結(jié)束語(yǔ)

油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中管道腐蝕工作是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)管道腐蝕工作要有效的解決，才能夠保證油氣資源正常的儲(chǔ)存以及高效的儲(chǔ)運(yùn)，相關(guān)技術(shù)人員在施工過(guò)程中要掌握管道腐蝕出現(xiàn)的原因，考慮到具體的施工環(huán)境，采取合理性的設(shè)計(jì)方案，做到防腐工藝合理化。在實(shí)際工作過(guò)程中就所存在的不足點(diǎn)進(jìn)行完善與改進(jìn)，提高防腐工藝針對(duì)性以及時(shí)效性，這也是國(guó)內(nèi)能源建設(shè)的支撐，促進(jìn)能源快速發(fā)展。