原油输送管道内外防腐用防腐涂料的选择

2020-11-09吴婷

辽宁化工 2020年10期

吴婷

（辽宁省石油化工规划设计院有限公司，辽宁沈阳 110004）

目前，原油主要以管道输送的方式输往各大原油加工企业进行炼制。原油本身的导电性很低，因此我们一般认为原油的输油管道不需要进行腐蚀处理或者进行低级别的防腐处理就已经足够了。但是，伴随着原油开采难度越来越大，原油的品质也越来越低，再加上原油开采过程中添加的各类助剂日益繁多，原油对管道的腐蚀现象日益严重，不断出现原油输送管道因为腐蚀问题导致的原油泄漏事故。因此，如何提高原油输送管道的腐蚀问题已经逐渐成为工程专家日益关注的问题[1-2]。

原油管道内部发生腐蚀的主要原因是原油中的水不断从原油中析出而形成明水，明水的形成在一定程度上加速了原油中水溶性的腐蚀物质析出的速度，并不断浓缩而形成高浓度的矿物盐水，同时在温度和压力等外部因素的作用下加速了输油管道的腐蚀。所以，原油中含有的硫化物、各种酸、水溶性盐以及二氧化碳等腐蚀性物质对原油输送管道腐蚀的影响已经成为输油管道防腐蚀领域研究的热点，已有很多相关报道[3-5]。

原油管道外部发生腐蚀主要原因是输油管道受到所在地区大气和湿度的影响。邻近海边地区的原油输送管道所处的空气中含有高浓度的盐类颗粒，颗粒中的各类氯化物吸湿性很强，一旦空气湿度增大，就会在金属输油管道表面形成水膜，产生电化学腐蚀。研究表明：氯化物水溶液对原油输送管道的腐蚀速率平均约为0.2 mm·a-1。

1 输油管道防腐涂料的选择

1.1 输油管道外部防腐

作为原油输油管道的附属部件，管道支架的表面涂装的涂料必须是耐磨性能好的防腐涂料。目前，我国主要采用无机硅酸盐类涂料、低黏度环氧树脂类涂料以及快速固化的聚氨酯涂料等。由于大多数的聚氨酯涂料硬度偏低，所以很少使用。管道支架外侧在进行焊接之前一般要用涂料对表面进行涂装，由于有机类的低黏度环氧涂料热分解温度较低，焊接产生的高温会使之分解而被破坏，因此，现场多采用抗焊性好，高温下短时间内不烧焦、不脱落的无机硅酸锌涂料进行涂装。本文认为输油管道支架应用无机硅酸锌涂料来防腐较好，在管道支架和输油管道连接的部分应先用腻子进行封堵处理，再用固化速度快，防水性能好的聚脲涂料涂装。丙烯酸改性的聚氨酯耐候性涂料同时拥有普通聚氨酯涂料优良的防腐能力和普通聚丙烯酸树脂类涂料极佳的耐候性能，该涂料如果与富锌底漆等材料配合使用，防腐效果更加明显，能够广泛用于氯离子颗粒含量高的沿海输油管道的外部防腐。

无机富锌涂料的优点包括电化学防腐性能好，机械性能优良，可耐各类有机溶剂，附着力好，不易龟裂，特别适合用于强碱和高盐的使用环境。水分散的无机富锌涂料不易燃易爆，无毒无味，可以实现长效防腐，除了可以用作各类储槽，金属桥梁，钢结构以外，也特别适合原油输送管道的外防腐。

环氧富锌底漆的主要成分是环氧树脂，高纯度特细锌粉外加其他助剂和固化剂。环氧富锌底漆具有阴极保护作用和优良的导电性，因此固化膜机械性能好，防腐能力强，还能够与多种涂料配合使用。

环氧云铁屏蔽中间涂料是另一种防腐涂料，它是一种双组分自干型涂料，其主要成分包括环氧树脂、云母氧化铁，各类助剂以及固化剂等。环氧云铁屏蔽中间涂料的优点是机械性能优异，耐强酸、强碱腐蚀性能好，耐水性极佳。环氧云铁屏蔽中间涂料通常被用作水性环氧富锌或丙烯酸类聚氨酯的中间涂料，除输油管道以外，在电力、桥梁和管道等钢结构上也应用广泛。

表1 环氧富锌底漆性能指标

表2 环氧云铁中间涂料性能指标

丙烯酸酯聚氨酯类耐候涂料的主要成分包括丙烯酸树脂、增韧剂、脂肪族固化剂和各类助剂等组成，丙烯酸酯聚氨酯类耐候涂料同时拥有聚氨酯涂料优良的防腐性能和丙烯酸酯类涂料极佳的耐候性，由于涂料的耐候性能有很大提升，所以防腐年限更长。如果丙烯酸酯聚氨酯类耐候涂料涂层的和水基环氧富锌涂料，再加上环氧云铁中间涂料配合涂装，对各类钢材的防腐效果特别突出，因此广泛应用于石油化工、海洋桥梁、原油贮罐等大面积暴露于大气的钢结构的防腐。

1.2 输油管道内部防腐

北方沿海某炼化企业原油输送管道多处于两相区(气相-液相或油相-水相)，因此，管道内部腐蚀严重，因此可以通过牺牲阳极和重防腐涂料组合使用进行防腐保护，所用的重防腐涂料的主要成分是无溶剂环氧涂料和环氧玻璃鳞片。无溶剂环氧涂料的优点是防腐能力、机械性能优良且施工方便，是近些年来才开发出来的一种双组分无毒的重防腐涂料。国外已开始用于油田输油管线的防腐，因此是一种很有应用前景的重防腐涂料。