管道防腐技术在油气储运中的全程控制与应用研究

管道防腐技术在油气储运中的全程控制与应用研究

杜晓坤

中国石化管道储运有限公司新乡输油处河南新乡453003

摘要：随着科学技术发展的不断推行，油气储运技术也得到了进一步提高，但是油气储运事故仍然频频发生，石油、天然气埋地管道防腐层的破损、剥离和老化等，会造成管道的腐蚀、穿孔、泄露，给企业带来严重的财产损失，给公众和环境带来危害。引起人们对油气储运过程的高度重视。

关键词：油气储运；管道防腐技术

引言

管道运输作为大量输送石油、水、气体等介质的最为安会经济的方法，在世界上已经有100多年的历史，然而管道的腐蚀问题是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，我国的管道防腐技术发展很快，但与发达国家相比，还存在着不少问题。随着我国能源政策的调整，长输管线的建设将在我国形成高潮，对管道防腐技术提出了新的要求。

一、油气储运存在问题

1.油气挥发、蒸发损耗严重

我们知道，油气储运是一个非常复杂的过程，从油田到炼油厂再到油库到加油站，每一个装卸环节都非常复杂而频繁，这样一来必将会因油气蒸发而带来一定的经济损失。油气的蒸发损耗主要表现在以下几个方面。其一，储罐呼吸损耗。油罐进油时由于环境温度变化及昼夜影响，导致罐内压力发生变化从而引起呼吸损耗。其二，油品蒸发损耗。油品蒸发损耗主要发生在油气的装车及卸载过程中。

2.易引发火灾

基于石油、天然气主要由烃类碳氢化合物组成，且具有易爆、易燃、易中毒、易聚集静电等特点，这就要求油气储运过程要在特定的条件下进行，要不然会存在很大的安全隐患。油气运输过程常因以下故障而发生火灾。其一，设备故障。油气储运设备设计也是非常关键的，一旦发现设计不合理，必将会引起设备各零件工作时疲劳性损坏，这样一来，易引起泄漏、爆炸。其二，违章指挥，违章动火作业。基于部分职工忽视动火管理规定，再加上现场监理不严，部分职工不按章做事，在不需要动火的情况下贸然动火，造成火灾。其三，防静电工作不合理。基于油气在管道内容易产生静电，如果防静电措施不到位，也将会引起爆炸等火灾事故。

3.管道腐蚀

管道腐蚀也是油气储运过程中必须重视的一个难题。导致管道腐蚀的原因，一般有以下几种。其一是材质因素。其二是埋地管道环境因素。由于管道埋在土壤里，常常受到土壤PH值、化合物含量、水份含量等因素影响从而引起不同程度的腐蚀。其三是应力水平因素。当材料所能承受的应力超过它的屈服应力时将会发生应力腐蚀开裂现象。

被腐蚀的管道如何治理？一方面，针对金属管道焊缝热影响区裂纹缺陷问题，另一方面，针对腐蚀严重而钢骨架存在，具有修复利用价值的金属管道，集成创新了低成本埋地管道非开挖修复技术。

二、管道腐蚀的机理

我国现行的输油管道目前仍然大多数为金属管道，金属管道有其固有的缺陷，就是在有氧和水的情况下就会受环境介质的化学或电化学作用而产生反应，例如，由于电极电位的不同，在发生电化学反应的时候，电极比较低的部位就很容易失去电子而形成阳极，在电极的电位比较高的部分，又很容易得到电子，形成阴极，在有氧气和水的情况下，管道就会由于发生这种化学反应而生成铁锈。这种反应对管道来讲是有很大危害的，特别是在管道的内部、管口与接头等防护措施比较薄弱的部位，长时间发生这种化学反应就会引起泄露和穿孔，影响到管道的正常输送功能。

管道腐蚀还与其周围介质有很大的关系，土壤的酸碱性质及其微生物与管道腐蚀的快慢有很大的关系，同时，地下水位出现变化、土壤中水分的交替变化也与腐蚀密切相关；温度的变化对腐蚀程度的大小也密切相连，在周围有介质的情况下温度越高，腐蚀越快。腐蚀不仅仅发生在管道的外部，在管道的内部，由于输送的物质中含有水分和氧，管道的内壁也会发生腐蚀现，导致防腐层破裂、穿孑L、变形等物理性变化。有的甚至可以直接破坏防腐层，促成防腐层剥离。土壤应力、外力和材料老化是破裂的主要原因。同时，施工中没有按照规范程序操作，或是材料把关不严等，也容易使管道快速被腐蚀。例如，采用盐酸等化学物质处理金属管道的内壁，也会造成在有结垢是会加快管道内壁的腐蚀。

三、涂层防护技术

管道腐蚀与周围的介质有很大的关系，只要隔离好介质与金属管道，那么就能够达到防腐的目的。涂层防腐技术的特点是可以有效的利用防腐蚀材料，把容易腐蚀的金属管道与腐蚀的介质环境隔离，以达到防腐的目的，目前涂层防护技术按材料来划分主要有有机防腐涂层和无机防腐涂层，以下就为大家简单介绍几种防腐涂层。

1.有机防腐蚀涂层

有机材料具有较强的耐酸碱和耐腐蚀性，在防腐涂层材料中应用的极为普遍。常见的有机防护涂层有沥青、环氧类防腐涂层以及其他有机防腐蚀涂层。沥青最早被作为有机材料涂层应用在管道防腐技术中，这与沥青自身具有较好的耐酸、耐水和耐碱性是分部开的，除此之外，沥青还有较高的绝缘性能，能够很好的粘结在金属管上，有很强的抗剥离的能力，但沥青作为防腐涂层仍有很多的不足，比如它的机械强度差，热稳定性差，容易老化，在植物根茎和细菌的作用下容易被破坏，所以它的应用也有局限性；环氧涂层（FBE）是目前世界上公认的油、气金属管道防腐蚀工艺之一。它具有的优点和同类材料相比，具有更好的防腐蚀性。环氧涂层材料主要成分为环氧树脂、固化剂等，为热固化，其优点为粘结力强性，涂层密度较大，耐盐、碱腐蚀。

2.无机防腐蚀涂层

有机防腐涂层虽然被大规模的应用，但无机非金属材料具备有良好的耐蚀性、耐磨性、耐高温以及不易老化的特点，也逐步受到人们的重视，比如陶瓷涂层、搪瓷涂层以及热喷玻璃（釉）涂层等。陶瓷涂层作为新型的无机防腐涂层，具备有高稳定性（耐高温、耐腐蚀、抗氧化）的特点，在实际应用中已经有多种制备金属管道陶瓷涂层的技术；搪瓷涂层是近年来兴起的防腐涂层，他有极高的防腐蚀能力，除了氢氟酸外，可以抵抗其他各种浓度一与.陛质的酸性腐蚀剂，其耐盐性能也比其他材料高出很多；热喷玻璃（釉）涂层这种涂层运用的主要原理是对搪瓷技术与热喷涂技术共同使用，管道的内壁通过管道预热以及应用外部热量，同时将釉料传输到关闭内部，进行融化喷涂，让釉料均匀的附着在管壁内部，外部则用高温火焰进行喷涂。该工艺喷涂出的涂层的表面光滑，且阻力非常小，可有效的降低流体输送时的耗能。

3.钢塑复合管防腐蚀工艺

钢塑复合管是由普通碳钢管和热塑性塑料管两者使用一系列韵复合加工技术，加工工艺而成的材料，为新型的防腐蚀管道材料，热塑性塑料管作为内衬，在化学结构方面具有更多的稳定性，耐腐蚀性也更好。但是由于其与钢材的膨胀系数不相同，两种材料很难完全融合，容易出现鼓泡、皱和不耐负压等不良现象。但最新的工艺出现了新的钢骨架塑料复合管技术，新工艺采用了钢丝编网并高速点焊，同时用塑料挤出填注的技术，使两种材料有机而均匀的粘合到了一起，工艺的稳定性高出了很多，避免了以前出现的分层剥离现象，而且还有双面防腐蚀的能力，这是防腐技术的新发展方向，我们期待者该项技术能尽快广泛的应用于实际生产中。

结语

管道输送是现代油气运输的重要手段，既然有管道建设就离不开管道防腐技术的研究和发展。我们欣喜地看到管道防腐技术这几年来取得的巨大成果，也在实际运用中得到了广泛的推广，但问题没有被理想的解决，我们期待在广大科学工作者的努力下，能推动管道防腐技术的进一步发展，涌现出更多更好的新技术为生产提供更多服务。

参考文献

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