油气储运中输油管道防腐工艺的发展与应用分析

2023-01-12杜文彬

工程技术与管理 2022年5期

杜文彬

国家管网西南管道兰成渝输油分公司，中国·四川成都 611930

1 引言

随着经济的不断发展，各地对油气储运工程的要求越来越高，并通过有效的措施进一步完善规划与实施方案。作为促进人类发展的重要能源，油气资源不可或缺。为了确保油气储运管网系统正常运行，要采取有效的防腐蚀工艺，对输油管道进行有效的管理和维护，就能促进油气事业实现可持续发展。

2 输油管道防腐工艺的发展

输油管道的防腐工艺在油气储运工程中占据重要地位。为了达到预期的防腐目标，要选择恰当的防腐材料。随着时间的不断推移，技术人员会积极开展对低成本防腐材料的研究，充分满足输油管道的防腐需求。在世界范围内，中国使用输油管道的时间最早，但与之相关的防腐工艺却并未得到进一步发展。与发达国家相比，中国输油管道的防腐工艺比较落后，成本较高，缺乏先进技术的支持。因此，中国要加强对防腐工艺的创新。随着中国石油天然气行业的迅速发展，在输油管道防腐工艺中，中国主要使用阴极保护法和涂层防腐技术，这样就能进一步延长管道的寿命。在应用防腐层技术的过程中，中国经常会使用沥青防腐层技术。随着技术的不断完善，还出现了石油沥青防腐技术。

在其他国家的输油管道防腐工艺中，最初所使用的防腐材料是煤焦油沥青和经过改良处理的煤焦油瓷漆。这些材料在应用的过程中存在一定的局限性，比如，材料对温度的适应能力比较差。随着温度的不断上升，材料会出现氧化反应，导致部分硫分随之蒸发，从而导致阴极保护的电流增加。随着技术的不断完善，其他国家输油管道防腐工艺水平亦不断提升。发达国家所使用的输油管道涂层技术比较先进，该技术可充分适应输油管道所面临的复杂环境，使用复合涂层结构，就能达到良好的防腐效果。在具体操作的过程中，可分别在不同的涂层中使用相应的材料，比如，在外涂层中使用聚氨酯和氟碳涂层材料。

3 输油管道腐蚀存在的原因

输油管道所面临的运行环境比较苛刻，比如，管道长期埋设于地下，或者受到光照的影响，就会导致管道逐渐面临腐蚀。埋设于地下的管道会受到土壤和其他物质的影响，其管壁会在运行的过程中逐渐被损坏，这样就会对管道的油气运输和储存造成不利影响，甚至还会发生油气泄漏等问题，污染环境。

此外，若管道材料质量缺乏保障，也会使得管道逐渐腐蚀。中国在对油气能源进行存储和运输管理时，还缺乏完善的管理体系，导致管道无法得到有效的维护与保养。为了进一步降低成本，减少油气资源的消耗，在建设输油管道时，并不会对其进行频繁的维护与更换。虽然在建设初期会使用比较先进的材料和技术，但在长期运行的过程中，管道质量会出现问题。

4 输油管道腐蚀问题所带来的危害

为了确保管网系统正常运行，要充分发挥出输油管道的作用，有效提高管道的质量。一旦管道发生腐蚀，就会造成不同程度的影响，比如，管道壁破裂后，就会发生油气泄露的问题，加快管道被损坏的速度，对生态环境造成严重的污染。对管道的腐蚀进行处理时，若监管措施不到位，或者没有对管道进行有效的维护，就会影响油气运输的安全性和可靠性。

在进行油气储运工程设计和建设时，为了确保油气得到安全输送，通常会将管道建设在地下，或选择人烟稀少的位置进行施工，这样就会导致管道疏于维护。一旦输油管道道壁遭到腐蚀，出现破损，外界物质就会顺着管道进入到油气之中，影响油气资源的质量，甚至造成油气流失与泄漏。若任由这一情况继续发展，就会对环境和经济造成不利影响。此外，腐蚀问题还会产生其他危害，如降低油气运输效率，由于油气泄漏而诱发的火灾与爆炸，这样就会对检修人员和居民的生命财产安全造成巨大的威胁。

5 油气储运输油管道防腐工艺的具体应用

5.1 防腐层技术

对输油管道进行防腐处理时，经常使用的一种技术是防腐层。该项技术在输油管道防腐处理中具有广泛的应用空间，在防腐施工中占据重要的地位。对输油管道进行防腐处理时，要考虑到管道半径的变化，如果输油管道的输送距离比较短，可采用缠绕聚乙烯的防腐处理方式。涉及冷弯管道的防腐处理时，通常使用外部双层烧结环氧粉末。为了进一步发挥出防腐层技术的作用，在施工的过程中，需严格遵循相应的技术标准进行操作。要保证防腐涂层具有良好的电绝缘性能，还要保证其机械强度符合要求。

5.2 内部防腐技术

在油气储运工程中，石油和天然气资源是重要的储运对象。作为比较特殊的能源，石油天然气中包含许多化学物质，在对其进行储运和输送时，会产生一定的化学反应，从而造成输油管道出现腐蚀现象[1]。对石油管道进行防腐处理时，要加强对内部腐蚀性介质的防护，从内部做好防腐处理工作，才能避免管道内部出现腐蚀。通常要加强对二氧化碳和硫化氢等物质的防护，打造完善的监测系统，及时搜集数据，并对数据进行评估，制定相应的防腐方案。可在内部防腐处理中应用缓蚀剂，这样就能降低防腐成本，提高管道的耐腐蚀性能。

5.3 阴极防腐保护技术

由于油气输送管道会受到土壤等外界环境的影响，导致管道逐渐出现腐蚀，因此，要对管道的腐蚀进行有效的处理。采用阴极防腐保护技术不仅能够发挥出更加有效的防腐蚀功能，还能将该技术与涂层防腐相结合，进一步扩大其应用范围。在阴极防腐技术中，主要包括牺牲阳极保护技术、附加电流保护技术等内容。该项技术主要通过电化学腐蚀的原理，实现对输油管道的保护[2]。该技术利用阳极氧化阴极保护的形式牺牲阳极，以确保阴极得到有效的保护，从而达到防腐蚀的目的。在进行施工时，要采用电介质构成通电回路，使其能够有效沟通阴极和阳极，保证阳极与管道之间发生电化学反应。在选择阳极材料时，要确保材料达到化学反应的标准，降低使用成本。

5.4 静电防护技术

第一，进行油气储运工作时，需对油气的流动速度进行监督与控制，避免由于摩擦而产生的静电。在预防静电的过程中，需对油气的流动速度进行全面的检查，一旦发现问题，就可及时进行处理。

第二，加油时，工作人员通常从底部加油。若从上部加油，就要使用专门的加油管子，一旦油产生较快的流动，就会影响对静电的有效控制。

第三，需重视对油气中混入的水分和空气进行控制。尽量不要使用空气吹扫装置清理油罐，要由专门的人员对静电进行处理。

第四，在具体操作的过程中，要根据不同人员的专业划分职责，全面做好静电处理工作，保障油气储运系统的安全性和可靠性。工作人员在进入相应的管理区域之前，要利用专门的金属接地棒将身体的静电及时消除，这样方可进入到生产区域之中开展工作。如果工作区域比较特殊，除了要消除静电之外，还要穿上专门的防静电服，这样才能避免产生火灾等安全隐患[3]。

第五，需采取专门的静电防护措施，保证油气全压储运系统的安全。系统在工作的过程中，其多个内容均处于密封状态，与空气完全隔绝，虽然在管道内流动的油气具有易燃易爆的特点，但由于电容量较大，也不会产生过高的电压，加之罐的内部处于真空状态，因此无法燃烧，也不会发生爆炸问题[4]。尽管如此，却还是要对罐内中的液体静电进行有效的预防。虽然在全压储运的状态下，液体中所包含的静电并不会诱发安全事故，但却会对管道出口造成不利影响，一旦在某一泄露的位置出现静电，极容易掺杂空气，然后发生爆炸。在储运时，需做好相应的预防，避免出现泄漏。进行储运时可通过放空的方式实现对静电的防护。比如，在装车阶段，需对排放流速进行合理的控制。在高压的作用下，水流会对绝缘固体造成一定的冲击，从而产生电流，一旦周围存在易燃易爆的气体，就可能会产生爆炸。可在排放口的位置设置相应的静电接地线，就能避免发生静电事故。一旦出现泄漏，可对泄露的位置进行喷水处理，就能迅速降温，避免出现爆炸事故。