油气储运中管道防腐工艺设计与应用

油气储运中管道防腐工艺设计与应用

强良丹 贾维丽 张鹏飞

中国石油长庆油田第十二采油厂 甘肃省庆阳市 745400

摘要：管道运输系统是用于运输油气最主要的方式，管道腐蚀问题是管道运输系统最大的难题，它严重威胁了油气的运输安全，故此，采取科学的防腐技术保护管道系统的安全是十分必要的。本文简要分析了管道腐蚀的原因，并对管道防腐技术在油气储运中的应用和管道防腐工作中应注意的事项进行了探讨。

关键词：油气储运；管道防腐技术；应用

引言

油气储运工程包含多方面内容，主要为长距离输送管道、储油装卸、油气田集输以及城市输配等多个系统，这些系统组成了油气从加工到分配再到最终的销售体系全过程。当下工农业等发展势头猛烈，各行业对于油气能源的渴求日趋增多，推动了油气储运工程大力发展，成品油与天然气的管道输送网络形成并逐渐成熟。但是，依旧有一些问题是油气储运管道投入使用后需要应对的，这当中管道腐蚀是影响储运安全的最大问题，因此管道防腐技术以及在油气储运中的应用，是油气储运工程备受重视的方向。

1管道腐蚀的原因

1.1外界因素的影响

首先是温度对管道的影响，分为管道内部运输的介质温度和外界环境温度两个方面，一般来说温度越高，油气运输管道的腐蚀反应就越严重；其次是地质特征对管道的影响，因为油气运输管道长期埋于地下，地下的水位、水体、土壤成分以及土壤中的微生物都会腐蚀管道；最后是施工技术对管道的影响，油气运输管道的施工比较复杂且工期比较长，施工时一旦有某个环节有疏忽出现问题，将直接影响整个管道工程的质量。

1.2油气自身性质的影响

油气所含成分极为复杂，各个成分给管道带来的影响各异，硫化物与二氧化碳是油气中含量较高的物质，当硫化物含量较高时，会加速对油气运输管道的侵蚀，而二氧化碳溶解所产生的碳酸，会使腐蚀加剧，电化学反应则会破坏金属晶格，使管道的腐蚀情况更为严重。油气其复杂的成分给管道造成的损害是无法避免的，只有运用科学有效的手段来降低腐蚀速度，减少管道腐蚀问题对油气运输管道所带来的危害。

1.3防腐失效问题

经过这些年国内外学者对引起管道腐蚀原因的研究，结果表明管道防腐层失效是导致油气运输管道发生腐蚀问题的主要原因。经过长时间的使用，油气运输管道使用到特定程度后，防腐层与管道则会分离，两者之间形成间隙，防腐层不再具有保护作用，不再保护运输管道，那么管道将会受到各种因素的腐蚀。

1.4防腐措施不恰当

采取了不正确的防腐措施以及错误的防腐技术是致使管道腐蚀的一个关键因素。虽然当前管道防腐备受重视，各单位皆为管道做了防腐措施，然而在实际操作中，不少单位使用的防腐技术和措施不尽准确，缺乏科学性。比如：通常金属管道中一般采用在管道内壁涂上油漆的方式防止其被腐蚀，实际操作过程中，施工人员往往忽略清洁工作，涂刷油漆之前未将管道内壁清洁干净，藏匿在管道内壁的油垢以及灰层会导致油漆无法与管道高度粘合，随着时间推移，油漆开裂、剥落的问题接踵而至，管道内壁则会遭受腐蚀。

2油气储运管道防腐工艺设计

2.1防腐层工艺设计管道防腐层工艺是我国油气管道防腐保护中应用的主要防腐技术。在油气储运管道防涂层设计中，应根据管道使用条件和管道安全性管理要求选择防腐涂层的材料。防涂材料的选择必须满足以下要求：（1）具有较高的绝缘性；（2）满足较好的粘结性能和耐剥离强度；（3）具有较好的稳定性和对环境的实用能力；（4）便于管道运维检修时防腐层的修补和维护。在满足以上基本要求的同时，根据管道环、介质选择防涂材料，设计防涂层。设计3PE防腐涂层时，应该重视防腐层膜向下腐蚀、阴极玻璃以及机械损伤的问题。常用的防涂层包括纳米级改性材料和无机非金属涂层两种。纳米级改性材料的应用优势是耐机械损伤、耐磨、防腐效果好，能有效延长油气储运管道的使用寿命。无机非金属防腐涂层有搪瓷涂层、玻璃涂层、陶瓷涂层等几种。根据我国制定的石油天然气行业标准管道防腐涂层技术指标，油气储运管道中应用最多的防腐涂层有石油沥青涂层、煤焦油烤漆、环氧煤沥青、聚乙烯胶粘带、熔结环氧粉末涂层、聚烯烃防腐涂层等。根据市场最新的技术及CNPC企业标准，最常用的包括双层熔结环氧粉末涂层技术，技术指标参考Q/CNPC-2002。而近两年流行的100%固体含量聚氨酯防腐涂料的行业技术标准还有待进一步完善。

2.2内部防腐处理设计

内部防腐设计指面向油气储运中的管内壁腐蚀问题而采取的防腐手段。鉴于油气储运介质本身易腐蚀的特点以及影响管道腐蚀的因素，可以采用涂抹缓蚀剂的设计，来增强管内壁结构的稳定性，延缓油气储运管道内部的腐蚀速度。

3油气储运中管道防腐技术的应用

3.1管道表面防腐技术

该技术的主要操作方式是对管道表部涂上惰性防腐材料，让其能够保持密封状态，以此来和外部潮湿的环境做到充分隔离，以此来发挥出防腐的作用。因为防腐材料要求具有较佳的密实度与优秀的抗氧化性能，所以，只有在不对防腐层产生破坏的基础上方可保障管道不受到外部空气的侵蚀。在早期阶段，普遍是应用沥青来作为表面防腐涂料，而随着科技的日益先进，许多新型防腐材料逐渐被开发和投入使用，比如环氧树脂、聚乙烯树脂等，都是当前运用极为广泛的，它们不仅防腐效果强大，还不会给环境带来二次污染。

3.2管道内部防腐技术

在对管道进行防腐处理时，管道内壁的防腐是最为重要的，需要尽最大努力做好内壁防腐工作。根据众多的化学研究，可以得知油气大多数是由化学物质组成的，油气中充斥着各种具有高强腐蚀性的化学物质，较为常见的有二氧化碳、硫化氢等，这些介质会严重侵蚀管道内部，所以仅预防外部环境腐蚀油气储运管道是远远不够的，必须解决管道内部的防腐问题，以免内部油气将管道内壁腐蚀。所以，必须加强开发内部防腐技术的力度，以便运输工程有更多的选择，一旦内部出现非常严重的腐蚀问题，将直接对油气储运的质量造成无法挽回的影响，甚至出现较为严重的情况，对于管道中异常薄弱的部位，这些位置对于腐蚀侵害几乎无承受力，若腐蚀严重，管道甚至会爆裂。当下，我国正大力投入研究防腐效果较好的内部防腐技术，目前最常用的为缓蚀剂和除氧剂，管道的维护人员在运输前给管道涂抹缓蚀剂或者除氧剂，特别是管道中的薄弱位置更是需要重点涂抹。缓蚀剂能够在管道内壁表层形成沉淀膜并附着于内壁之上，使金属管道自身的活化性能下降，从而减缓油气对管道的腐蚀；除氧剂则是通过其吸收氧气的功效，降低管道内部的氧气，管道内部的氧化反应随之减少，进而延缓管道被腐蚀的速度。此外有必要安装监控系统，方便更加清楚的了解油气储运管道的情况，掌握其腐蚀的程度，当发现腐蚀程度远远超出管道的承受能力时，可立即解决，防止管道的腐蚀问题进一步恶化而导致损失增加。

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