油气储运中管道防腐工艺设计和使用

＊刘浩宇

（中国石油工程建设公司北京设计分公司 北京 100080）

1.国内外输油管道防腐工艺

相较于日本、韩国和欧洲等国家，我国管道防腐技术虽起步较晚，但有着很好的发展趋势，输油管道防腐技术也不断进步并且应用于各个领域中。

（1）高密度聚乙烯。高密度聚乙烯是一种热塑性树脂，具有较高的化学稳定性和优良的耐腐蚀性，因此是管道防腐的理想材料，它可以与各种不同类型的防腐层混合使用，以达到更好的防腐效果。目前我国石油管道主要采用聚乙烯管道防腐涂层，随着科技进步以及科学技术的不断发展，聚乙烯防腐涂层逐渐出现了更好的性能和应用前景。这类管道的使用不仅可以延长管道之间的运行时间，而且对于提高管道输油管道的防腐性能具有积极意义。但是，在使用聚乙烯输送钢管涂装防腐涂层时，应注意操作步骤和施工方法，以防止喷涂涂料的损伤和堵塞管道防腐涂层表面。由于高密度聚乙烯材料表面光滑且附着力较好，所以能够使用较为灵活的施工工艺来施工，但需注意涂层之间有一定缝隙和摩擦可能会对管道造成损伤。

（2）高强度聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫的防腐效果是比较好的，而且成本相对较低。聚氨酯泡沫的原料是以聚苯乙烯为主的多种有机聚合物，包括异氰酸酯共聚物、羧酸等。这种材料能够耐受一定范围的温度和湿度变化，不与其它化学溶剂发生反应，可适用于任何气候条件进行保温，是一种性价比高，在输油管道中应用较为广泛的材料。目前国内大部分大型管道防腐厂采用的聚氨酯发泡材料主要是聚苯乙烯发泡材料和聚氨酯泡沫材料双组分复合结构。聚氨酯发泡材料具有较好的弹性和刚性，具有优异的防水和耐腐蚀性能。聚氨酯发泡材料具有很强的耐磨性和耐化学性，适用于输油管道中使用。

（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，化学性质稳定。它具有优良的耐腐蚀性能和耐热性能，通常用于塑料表面、机械结构和化学试剂等领域。但是，由于聚氯乙烯管道易腐蚀，因此使用时必须注意它所具有的良好性能和施工工艺，从而确保不会对管道造成任何损伤。

（4）玻璃纤维增强塑料。玻璃纤维增强塑料是指采用玻璃纤维作为增强材料，经过热处理形成具有一定厚度的薄膜，然后在薄膜上覆盖一层金属材料制成的复合薄膜，其表面还可以承受一定压力。这样，就具有了耐高温、耐腐蚀、耐酸碱腐蚀的性能，从而提高了产品品质和使用寿命，降低了工程成本。同时，它也对一些具有化学腐蚀作用，需要高温的金属材料起到一定保护作用，而玻璃纤维增强塑料则是其中之一。

（5）其他技术。输油管道由于其特殊性，因此防腐技术也在不断的发展和创新中。目前输油管道已经进入了无底漆涂装时代。在防腐施工中不能使用普通涂料用于管道防腐施工。必须使用专用涂料进行施工，其操作步骤和操作方法必须符合国家标准。该涂料具有优异的防腐性能和一定的附着力。涂料中常见的有双组份树脂、聚氨酯、聚丙烯酰胺等。

2.造成油气储运中管道腐蚀的原因

为了能够使得国内能源平衡，所采用的就是油气储运的方法，对国内各项事业的发展有一定的支撑性。不过在油气储运过程中也存在了很多的问题，这其中主要的就是腐蚀状况，出现腐蚀的因素有很多，对腐蚀因素就要进行全面了解才能够增强防腐意识，对现在造成腐蚀原因进行详细的分析，具体如下：

（1）外部因素。外部因素所涉及到的主要是温度、介质、施工三个方面。

温度的影响。气温变化虽然对储运管线锈蚀速度不是直接性的影响，但是管线锈蚀速度加速的直接影响源。如果室内外气温太高甚至是管道气温过高，对管线锈蚀就会有直接性的作用。气温增高的前提下，管线锈蚀速率也会提高，锈蚀范围越大，最后将影响到石油运输的质量。导致工作温度过高的因素有许多，比如散热不良或者是内部磨损问题，这些因素都会导致管道的工作温度慢慢的升高，对管道锈蚀现象有影响。

介质因素一般指的是石油运输管线，它主要以铺设与输送方式为主，包括上铺设送、水下铺设输送以及地下敷设。对管道铺设方式的研究并不困难，考虑到石油运输管线的主要介质为水、气体及泥土，三种介质之间本来就具有相当的腐蚀性。例如泥土中的酸碱度不同，对管道的侵蚀程度也是不一样的；而在环境的作用下，导致整个管道环境都变得的潮湿，很容易出现腐蚀情况；空气中含有灰尘，沙尘等一些物质液是现在管道腐蚀的影响因素之一。所以说考虑到不同的介质都会对管道有一定的腐蚀风险，只要在进行问题分析的时候，做到具体情况具体了解，才能够找到管道出现腐蚀的真正原因，进而设置科学合理性的防腐措施。

除了上述所说到的温度因素、介质因素，施工环境对管道腐蚀也有一定的影响。部分的施工企业在施工的过程中没有达到施工标准，使得储存管道密封性兼顾性能不符合要求，这样增加了防腐的危险。另外一些施工单位在材料选择上疏于管理，所选择的材料不符合国家相应的规定，都为后期管道储运埋下安全隐患。施工企业在管道铺设的过程中没有注重防腐工艺操作，对储运管道所采取的防腐措施简单或者是没有采取防腐措施都是现在管道腐蚀的主要因素。总之在施工的过程中，任何一个环节出现的漏洞对储运管道的腐蚀都会有一定的影响，使得管道腐蚀发生率有所增高，施工单位在进行施工的过程中对施工管理要强化，从最开始的材料准备阶段一直到竣工都不能忽视，要注重整体素质的强化，避免出现任何安全风险。

（2）油气性质影响。腐蚀属于化学反应，另外天然气、石油等化学燃料本身也具有腐蚀特性。管道中一些物料发生化学反应以后，对管道会有一定的腐蚀。例如煤气和油中都存在硫化物，硫化物本来就存在较强的腐蚀性，在和空气接触以后发生了化学反应，对管道产生了一定的影响。

3.油气储运管道防腐的注意事金

（1）选择合理的管道材料。为了能够使得管道腐蚀率有所降低，在防腐技术上要非常的侧重。首先是管材选料方面一定要做到严格化，这也是降低腐蚀风险的基本要素。材料选择要对管材整体环境进行综合性的考量，例如管道铺设的环境以及外部因素，只有选择适合的管材才能够在基础上避免腐蚀率的增加。如果说是水下铺设，应该选择耐水性较好的管材，如果是地下铺设，要选择耐土壤腐蚀性较好的管材，按照综合性选择，要选择综合性较强的管材，不仅要有较好的黏着力以及透气性，同时要具备较强的牢靠性以及电绝缘性。只有这样才能够使得储运管件整体质量得到有效的提高，避免从根源上出现腐蚀。

（2）加强对防腐技术的研发。国内最近几年管道防腐技术已经有较好的成绩，但是与西方国家相比较还是有很大的差距。很多施工单位在施工的过程中所采用的防腐技术较为单一，并没有具备先进的工艺，也没有采用先进的技术。所以对防腐技术研究要不断的深化，考虑到实际的情况，能够设计更先进的防腐技术，这样才能够提升国内油气储运实际需求。研发过程要考虑到防腐性能，将成本因素融入其中，能够保证设计出的方案做到高性能、低成本，这样才能够在施工范围中广泛的推广，使得防腐技术时效性得到提高。不仅如此，防腐技术工作人员培训工作不能忽视，要给予设备经费强大的支持，确保技术人员能够将科研成果在具体的施工过程中运用，在实践的过程中针对所存在的不足点进行深入的探讨，不断改进与完善，为国内能源事业发展提供更好的基础。

4.油气储运中管道防腐工艺设计与应用

（1）涂层防腐技术的设计与应用。国内现在油气存储管道防腐施工过程中常用到的是涂层防腐技术，采用涂层防腐技术所具备的优势较多，操作简便，成本低，对管道周围环境没有较高的要求，并且限制因素较少。所以说现在管道防腐施工过程中，将涂层防腐技术作为主要的选择。

首先防腐涂层黏着力较强，与管道材料之间能够形成较好的黏合，不会有缝隙存在，也不会出现化学反应。涂层防腐需要有较强的适用性，在高温、低温的环境下都可能使用，在众多的环境中也不会受到影响，涂层防腐所具备的修复效果较好。

涂层防腐技术按照材料进行分类，考虑到其性能不相同，主要是分为纳米改性材料、涂层无机非金属防腐层。纳米改性材料涂层是以科技为主的防腐技术，借助于纳米技术使得涂层防腐的黏着力有所增强，涂层防腐的牢固得到保障，这种技术所具备的技术价值以及应用价值较高。但是考虑到施工过程中需要较高的成本，所以现在只是在小范围中使用。涂层无机非金属防腐层是一种普遍使用的防腐层，在很多范围中都会使用。此技术有较强的抗老化性，成本较低，不仅能够使得防腐周期有所延长，同时也是现在工艺改进的基础。

（2）阴极保护措施。阴极保护措施的适用条件由上述内容可以看出，采用阴极保护技术主要是对电化学腐蚀所采取的。首先要明确的就是腐蚀的介质必须有导电性，只有这样才能够起到较好的防腐效果。其次为了使得防腐效果持续，管道材料选择上要侧重于电子吸引力。在管道设置的过程中要增加绝缘措施，应急保护技术类型。就现在国内所使用到的应急保护类型主要分为三种，分别是排流保护技术、外加电流保护技术、牺牲阳极保护技术，三种不同的保护技术在原则上是并不相同的，施工人员要按照具体的施工环境选择适合的方法，只有这样才能够起到较好的防护效果。

（3）强化腐蚀工艺管理。管道施工过程中对管道建设要有所重视，管道建设是重要的一个环节。管道施工是由多项环节所组成的，例如施工水平，防腐材料，涂层方法等。采用土质材料铺设管道时，对施工现场的自然环境要展开全面综合性的调查，并且在设计中将实际环境情况融入其中，选择适合的设计方案及防腐方式。按照现在管道建设中防腐工作经济目标来说，选择一种广泛的设计方法是最可行的，在保证经济效益的同时确保防腐蚀效果。

（4）油气长输管道中电绝缘装置的安装。油气长输管道中需要设置电绝缘装置，要采用性能达标，符合国家标准的设备，只有这样才能够确保整个输送环节的安全性。如果说绝缘装置失效，对系统会造成一定的影响，使其保护效率丧失。目前油气管道所采用的电绝缘装置出厂之前都会经过相应的测试，只有符合质量标准才能够流入市场，本身所存在的质量问题可能性较小。不过在施工的过程中要注重施工标准，做到规范施工，避免管道受到雷击。在管道运营过程中考虑到温度变化所带来的影响，是否超过专业装备的最高值，这些因素对绝缘装置失效都有直接性的影响。为了能够使得电绝缘作业发挥最大的效果，在设计的过程中要有相应的保护措施，增设防雷器或者是对设备进行测试，能够就管线展开应力分析。在绝缘头附近设置弯头，避免管道应力，在出现问题之后需要及时进行修补，这样才能够保证管道的使用寿命，避免出现较强的腐蚀效果。

（5）防腐涂层防腐。防腐涂层防腐蚀工程所涉及到的是金属表面处理以及防腐蚀涂层选择等环节，为了可以使管道表面纯净程度增加，防腐管道表层的附着程度必须增加，才可以达到防腐蚀的稳定效果。要对管线内金属表面进行处理，可以采用手工去灰、用动力工具去灰等方法，在防腐层施工前必须进行金属表面的除锈。而根据石油运输管线内所使用的环境特性，防腐层必须充分考虑到其具体的特性，在耐腐蚀介质中形成稳定性，持续性的效果。防腐涂层防腐需要有较强的适应性不会受到外界气温较大的影响，不会出现脱落的情况。在潮湿的环境中也能够尝试使用，并且能够保证较好的性能。施工方便，价格合理，管道防腐层需要做到工厂预制，现场补口的操作，能够将不利影响降至最小。

5.结束语

油气储运过程中管道腐蚀工作是非常关键的一个环节，对管道腐蚀工作要有效的解决，才能够保证油气资源正常的储存以及高效的储运，相关技术人员在施工过程中要掌握管道腐蚀出现的原因，考虑到具体的施工环境，采取合理性的设计方案，做到防腐工艺合理化。在实际工作过程中就所存在的不足点进行完善与改进，提高防腐工艺针对性以及时效性，这也是国内能源建设的支撑，促进能源快速发展。