油气储运管道防腐技术的现状与应用

2016-03-15刘裕萍赵桥生北京东方华智石油工程有限公司河北廊坊065000

化工管理 2016年13期

关键词：阴极保护储运防腐

刘裕萍赵桥生(北京东方华智石油工程有限公司, 河北廊坊 065000)

油气储运管道防腐技术的现状与应用

刘裕萍赵桥生(北京东方华智石油工程有限公司, 河北廊坊 065000)

本文分析了目前油气管道腐蚀因素，结合国内目前油气管道防腐技术，提出油气管道防腐技术中应注意的问题。

油气储运；油气管道；防腐技术

近年来，国家在管道防腐材料和技术运用方面得到了较快的发展，防腐蚀新材料、新工艺与新设备持续产生并获得普遍运用。通过多年的发展，国内防腐技术也有了很大的进步，但防腐技术在油气储运管道的运用方面仍需加强。

1 油气管道腐蚀的因素

油气管道如本身安全性不高，防腐工作不到位，会导致油气泄漏和资源浪费。另外，由于管道采用埋地敷设、运输距离长使得腐蚀问题的排查和处理的难度相应增大。

油气管道发生腐蚀的因素跟腐蚀环境、防腐材料等有紧密的关系，也和具体的防腐方案以及防腐施工质量密切相关。

油气管道腐蚀发生的原因，通常有以下几个方面：所处环境，包括环境温度、湿度和酸碱度，一般而言，温度越高、湿度及酸性越大，油气管道更易发生腐蚀，且腐蚀程度越大；输送介质，在油气输送过程中，当输送介质中含有二氧化碳或硫化氢时，若输送介质的水露点控制不当，易形成酸性环境，易造成管道内的电化学腐蚀。电化学反应产生的氢原子在钢材中扩散，遇到裂缝、空隙、晶格层间错断、夹杂或其它钢材缺陷时，聚结为氢分子，体积增大造成极大的应力，使钢材鼓包和变脆；施工方面，在施工实践中相关从业人员的素质、管理水平以及工作责任心等也会影响到油气管道腐蚀的控制。

实践表明造成油气管道腐蚀的关键原因是防腐层失效。其中，防腐层剥离就是一种严重的防腐层失效现象。防腐层剥离易导致阴极保护电流屏障、破坏防腐层最后引发管道腐蚀。

2 防腐技术在油气储运管道的运用现状

(1)油气管道内防腐技术油气管道内壁接触的介质性质相对复杂，为保证输送油气的安全性与流畅性，需要对管道内壁实施防腐处理。油气中的腐蚀性介质容易导致管道积水位置出现开裂，为减少此危害的出现，在管道内应用缓蚀剂，使管道内壁形成保护膜，将腐蚀环境与管内壁进行隔离，降低管道腐蚀速度。在多个油气储运项目中获得运用的GP-1型缓蚀剂，获得了相对理想的管道内防腐效果。

(2)电化学保护技术根据金属(M)(以铁为例)-水(H2O)体系的电位-pH图，将金属划分为“不腐蚀”、“钝化”和“腐蚀”三个区。该图在研究金属腐蚀与防护方面，已得到广泛的应用。基于电位-pH图，得出采用电化学保护技术控制腐蚀的方案。

电化学保护技术主要包含阳极保护与阴极保护2种。其中，阳极保护是指将被保护的金属电位升高至钝化区，使其处于稳定状态而不容易出现化学反应从而达到防腐效果；阴极保护是指将被保护的金属电极电位降低至非腐蚀区，使被保护的金属作为阴极得到充分极化。依据油气管道腐蚀原因，阴极保护和防护涂层技术有效联合是最有效的腐蚀控制方案。一方面，能充分施展防腐涂层的防腐效果，另一方面，阴极保护是基于电化学腐蚀基础原理的一种电化学保护技术。这种技术能有效控制管道腐蚀，延长管道的使用寿命。

(3)油气管道外防腐层技术在油气运输过程中，采用沥青类防腐层、合成树脂类防腐层、硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层等是主要的外防腐层技术。其主要作用是将管道与腐蚀介质进行隔离，有效防止管道外壁腐蚀情况的发生。其中沥青类防腐层包括煤焦油瓷漆、环氧煤沥青等；合成树脂类防腐层包括聚烯烃胶粘带、熔结环氧粉末(单层或双层)、三层PE复合结构、挤出聚乙烯等。

自从1995年从国外引进以来，国内已经在上万公里的管道中采用了三层PE外防腐层。三层PE外防腐技术在管道工程建设中发挥了重要作用，有效地提高了管道工程防腐质量，减少了管道腐蚀事故的发生，是目前国内外长输管道中应用效果最好的管道外防腐层之一。

3 国内运用油气管道防腐技术中应注意的问题

(1)注意材料的选择不管是管材还是防腐材料,在选用之前,技术人员首先应熟悉管道所处环境及施工条件,以环境的性质为基础选择管材及防腐材料，防腐材料要依据其粘合度、绝缘功能、透水性、耐土壤腐蚀性和土壤应力等方面实施选择。

(2)增强管道项目的质量检测建立管道腐蚀防护质量评估系统，对及时掌握相关地质、环境条件，有机涂层的防腐功能和项目质量具有重要作用。评估包含项目设计时的土坡情况、防腐涂层的各类电化学指标和腐蚀状况的定期监测等。另外对阴极保护情况也应及时作出评估，以便及时掌握管道腐蚀状况。这些年来，采用数字管理方法对管道实施评价已有不少应用，依据参数的不确定性，将防腐层外观质量、厚度及漏电功能等作为评价因素，建立数学模型进行评价。