輸油管道防腐的重要性及措施

湛江港石化碼頭有限責任公司 王凱

輸油管道防腐的重要性及措施

湛江港石化碼頭有限責任公司 王凱

埋地輸油管道與土壤或水長期接觸，會產生化學腐蝕，對管網的安全運行與使用壽命帶來極大威脅。管道使用壽命很大程度上取決于材料和防腐方法，埋地輸油管道必須采取適當防腐控制技術，確保管網安全運行，延長使用壽命。

一、輸油管道腐蝕原因分析

輸油管道在使用過程中發生的腐蝕大多為局部腐蝕，其中點腐蝕最為明顯。分析原因，主要有幾種狀況：一是因材質、表面狀態不同或土壤介質差異所形成的腐蝕電池；二是溫差腐蝕；三是細菌腐蝕；四是雜散電流腐蝕。

二、輸油管道防腐的重要性

長輸管道的材質多種多樣，其中鋼材料的長輸管道應用更為廣泛。防腐工程在鋼材料的長輸管道中屬于在管道設計之初就必須加以重視的，鋼材料的管道安裝工程一般來說投資較大、建設工期長、使用壽命也長，長輸管道由于使用壽命長，常常產生防腐失效。

防腐失效在鋼質長輸管道中一旦發生，會造成管道返修、國家財產受損；管道泄露導致與當地群眾和政府的糾紛等時有發生，對環境造成嚴重污染等。因此，在鋼質長輸管道的設計及施工過程中，要充分考慮和重視防腐工程。

三、輸油管道防腐措施

防腐工程在石油天然氣長輸管道上的具體防腐措施包括：采用涂層和陰極保護等多種手段綜合防腐，管道外壁采用三層PE防腐，管道內防腐采用無溶劑環氧涂層內減阻涂層。

1．涂層防腐。

（1）3PE外壁防腐涂層。3PE防腐是由底層噴涂環氧粉末、中間層為膠粘劑、外層為聚乙烯復合組成的一種防腐結構，具有良好的機械性能和防腐性能，是目前技術領先的防腐技術。

3PE防腐主要缺陷是焊接補口問題。管子端部焊口處實際只有一層熱縮套防腐層，且熱縮套與3PE接合處工藝不一致，成為防腐薄弱處，這印證了經濟學上的木桶原理。管線防腐壽命長短，取決于最薄弱處防腐質量。

針對上述缺陷，有的生產廠家將管子端部預留焊口處噴涂了環氧粉末，這樣管道在露天存放期間端部不易銹蝕。環氧粉末在電弧高溫下會蒸發，不會影響焊接質量，且用熱縮套補口后也多一層防腐層。但因環氧粉末涂層是絕緣體，會造成電焊起弧困難。因此焊接前必須打磨焊口。

（2）內壁防腐涂層。由于油品的潔凈度不同，油品中仍殘留的一些雜質、水分、微生物，會在管道內壁形成原電池，造成腐蝕。一般內防腐采用036耐油防腐涂料。該涂料化學穩定性好、機械性能高，不污染油品，使用方便。為保證涂層與管壁黏結牢固，必須對管內壁進行表面處理，并按規定嚴格控制涂漆厚度。

2．陰極保護法。涂層的作用主要是物理阻隔作用，將金屬基體與外界環境分離。但是有兩種缺陷，一是涂層本身存在缺陷，有針孔的存在；二是在施工和運行過程中不可避免涂層會破壞，使金屬暴露于腐蝕環境。這些缺陷導致大陰極小陽極的現象出現，使得涂層破損處腐蝕加速。這時可運用陰極保護法提高管道防腐效果。

管道陰極保護可分別采用犧牲陽極法、外加電流法或兩種方法的結合。犧牲陽極陰極保護技術是用一種電位比所要保護的金屬還要負的金屬或合金與被保護的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負的金屬不斷地腐蝕溶解所產生的電流來保護其他金屬。強制電流陰極保護技術是在回路中串入一個直流電源，借助輔助陽極，將直流電通向被保護的金屬，進而使被保護金屬變成陰極，實施保護。

輸油管道一般采用外加電流保護，分設若干個陰極保護站，特殊地質條件需要犧牲陽極進行輔助保護。從陰極保護的原理已得知，沒有絕緣就沒有保護。為了確保陰極保護的正常運行，在施加陰極保護電流前，必須確保管道的各項絕緣措施正確無誤，保證管道在地下不應與其他金屬構筑物有“短接”等故障。

惡劣環境下輸油管道腐蝕一直是困擾我國石油天然氣工業發展的一個極為突出的問題。如何采用經濟高效的防腐技術，本文對各種防腐方法作了比較：

使用抗腐蝕合金管材的防腐效果好，在其有效期內無須其他配套措施，對油氣管道生產作業無影響，且工藝最簡單。但其價格一般為普通碳鋼的幾倍，因此初期投資較大，不太適合我國的中低產油田。

注入緩蝕劑進行防護，主要存在以下幾個問題：緩蝕劑的有效濃度較低，保護期短；初期投入較少，但累計投資成本高；在一個輸油管道適用的防腐藥劑，在另一個輸油管道就未必效果好，適應性差；投加緩蝕劑需要的加藥裝置過多，管理難度大，不利于安全生產。

使用普通碳鋼管材，對其進行涂覆層保護，防腐效果好，對油氣管道生產影響相對較小，工藝較簡單 ，而且成本一般不會很高。 但如果出現漏鍍現象，則會發生更為嚴重的局部腐蝕。

滲鋁鋼表面形成的Al2O3保護膜薄而致密，由于這種保護膜的阻擋作用，使得鋁原子穿過Al2O3膜到表面與氧反應的擴散速度和氧原子向內遷移的速度都十分緩慢。因此，這層保護膜保持著較薄的狀態，并具有良好的附著力和機械性能。另外，當氧化膜受到破壞時，滲鋁層中的鋁原子會立即向表面遷移形成新的保護膜，彌補破損的部位。正因為以上特點，滲鋁鋼具有良好的耐腐蝕性能。

通過上述對各種防腐方法的比較，結果表明普通碳鋼進行涂覆層保護，能改善其工藝，并解決其漏鍍等問題，這種方法可以在石油天然氣工業中得到更廣泛的應用。但是在輸油管道的惡劣腐蝕環境中，滲鋁鋼管材是比較理想的選擇，具備了防腐效果好、經濟性強的特點，具有廣泛的應用前景。

隨著城市建設發展，輸油管網安全可靠運行日顯重要。腐蝕泄漏，將給企業帶來很大的經濟損失和社會危害。因此企業應加大在防腐技術上的投入，加強管網建設施工質量監督管理；從源頭上減少燃氣管道銹蝕泄漏事故的不利因素，提高管網的安全運行可靠性與經濟性。