油氣集輸管道防腐涂層技術(shù)研究

閆小峰

摘要：大型油氣集輸管道多安設(shè)在惡劣的野外環(huán)境中，并且多用來輸送腐蝕性強的介質(zhì)。在集輸管道的正常使用中，內(nèi)外壁受到腐蝕的情況非常常見，一旦腐蝕強烈，就很可能會出現(xiàn)漏氣、漏油，以及污染環(huán)境等問題，甚至造成更大的危害。因此，防治油氣集輸管道的內(nèi)外壁腐蝕， 是管道工程的重要工作。本篇文章從大型油氣集輸管道的腐蝕原因與防腐涂層技術(shù)兩個方面進行了詳細的闡述。

關(guān)鍵詞：油氣集輸管道；防腐涂層；內(nèi)外壁；原因

按照腐蝕的位置劃分，大型油氣集輸管道的腐蝕分為內(nèi)壁腐蝕與外壁腐蝕兩種。要想有效避免集輸管道的腐蝕作用，就必須要全面分析管道內(nèi)外壁腐蝕的原因，并針對原因采用科學的內(nèi)外壁防腐涂層技術(shù)，進而有效避免管道的過度腐蝕，防止管道腐蝕引起的一系列后果。

一、大型油氣集輸管道出現(xiàn)腐蝕的原因

（一）管道外壁的腐蝕原因1 大氣腐蝕

所謂大氣腐蝕，即暴露在大氣中的管道，受到水與氧氣作用而產(chǎn)生的破壞。大氣腐蝕的具體原因是大氣中的水蒸氣在金屬管道表面冷凝后形成水膜，水膜溶解到大氣中的其他雜質(zhì)和氣體時，就會發(fā)生電解液作用，進而使得集輸管道表面發(fā)生電化學腐蝕。

2 土壤腐蝕

土壤是一種復雜的混合物，有多種物質(zhì)組成，其顆粒之間充滿了水、空氣等物質(zhì)，所以土壤的電解質(zhì)特征非常明顯。在土壤中埋設(shè)的油氣集輸管道構(gòu)成了腐蝕性電池，同時產(chǎn)生了電化學腐蝕。土壤對油氣集輸管道的腐蝕性影響主要包括電阻率、PH 值、氧氣，以及微生物等各個方面。

3 細菌腐蝕

如果是氧氣不足的土壤，細菌就會大量滋生，進而參與到油氣集輸管道的腐蝕中。缺氧土壤中的細菌主要為硫酸還原菌，是厭氧菌的一種，其在集輸管道中將可溶性的硫酸鹽經(jīng)過電極反應(yīng)之后形成硫化氫，同時與金屬作用后生成硫化亞鐵或硫化亞鋁，最終導致油氣集輸管道出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

（二）管道內(nèi)壁的腐蝕原因

大型油氣集輸管道的內(nèi)壁腐蝕分為兩種情況：一種是，油氣集輸管道中輸送介質(zhì)的水分，在集輸管道的內(nèi)壁上形成水薄膜，從而形成原電池， 發(fā)生電化學腐蝕反應(yīng)；另一種是，集輸管道中輸送的油氣中含有一定的有害物質(zhì)，如硫化氫、硫化物，以及二氧化碳等，與管道內(nèi)壁的金屬直接發(fā)生化學反應(yīng)，進而引起的化學性腐蝕。

二、防腐涂層技術(shù)在大型油氣集輸管道中的應(yīng)用

（一）外壁防腐涂層技術(shù)1 瀝青涂層煤焦油瀝青涂層材料憑借其成本低、來源廣、適應(yīng)性強等優(yōu)點，被非常廣泛的應(yīng)用到大型油氣集輸管道的外壁防腐中。瀝青涂層通常采用多層涂刷結(jié)構(gòu)，每層都要薄刷，涂層總厚度控制在 3 毫米至 7 毫米之間。近些年來，瀝青涂層從材料處理與技術(shù)方面進行了一定的改良，雖然性能得到了提高，但是由于其還存在著一些性能缺陷，因此逐步被淘汰，取而代之的則是熱塑涂層或者塑料涂層。

2 熱塑涂層

熱塑涂層的具體施工工藝為：使用專業(yè)工具將聚乙烯塑料熱擠塑在油氣集輸管道的外表面，進而在管道上形成硬質(zhì)塑料外殼，這層外殼緊密粘結(jié)在管道表面，最終形成集輸管道的外壁防腐層。熱塑涂層憑借其機械強度高、費用低、應(yīng)用性強，以及溫度使用等優(yōu)勢，成為當前外壁防腐涂層技術(shù)中性能最好的一種。

3 塑料粘結(jié)帶防腐涂層

塑料粘結(jié)帶防腐涂層主要有兩類，即壓敏型與自融型。壓敏型防腐涂層建立在塑料帶的基礎(chǔ)上，再加涂大約 0.1 毫米的壓敏型粘合劑。壓敏型防腐涂層主要由塑料基帶起防腐作用，粘合劑的主要作用是粘合媒介。自融型防腐涂層是在塑料基帶上加涂橡膠層，塑料基帶的厚度為 0.1 毫米，

涂抹橡膠層的厚度約為 0.3 毫米。橡膠層具有良好的粘合性能與防腐性能， 能夠有效封閉帶層間隙，從而避免水分滲入。塑料粘結(jié)帶防腐涂層對集輸管道的表面處理質(zhì)量沒有過高要求，適應(yīng)性強，能夠很好的適應(yīng)野外作業(yè)， 而且具有較強的抗腐蝕性，老化速度慢。

4 粉末涂層

所謂粉末涂層，即防腐涂層經(jīng)過表面預熱處理之后，再把粉末狀塑料噴到集輸管道上，使塑料在管壁的熱量下融化，塑料冷卻之后就形成了均勻堅固的防腐薄膜。粉末涂層主要有兩類，一類為熱塑性樹脂、一類為熱固性樹脂。熱固性涂層憑借其溫度與環(huán)境方面的高適應(yīng)性優(yōu)勢，能夠在嚴酷苛刻的環(huán)境下使用，比如高鹽堿的土壤、高含鹽量的海水，以及荒漠地帶等。

（二）內(nèi)壁防腐涂層技術(shù)

內(nèi)壁防腐涂層技術(shù)在大型油氣集輸管道中的應(yīng)用，不僅能夠避免管道內(nèi)壁受到腐蝕性介質(zhì)的腐蝕，而且能夠減少油氣在輸送中與管壁的摩擦力， 提高油氣輸送量。與此同時，集輸管道內(nèi)壁防腐涂層還能夠減少油氣輸送中石蠟等沉淀物的聚集，減少管道清理次數(shù)與清理費用，具有良好的經(jīng)濟效益。油氣集輸管道的防腐涂層技術(shù)方法主要分為兩種，即現(xiàn)場噴涂與工廠噴涂。隨著防腐涂層技術(shù)的不斷發(fā)展，在管道內(nèi)壁與外壁同時采用一種涂層材料的方法應(yīng)用越來越廣泛，同時使用自動探測管內(nèi)環(huán)形焊縫的相關(guān)設(shè)備，能夠使的管道內(nèi)外壁的涂層工作同時進行。

當前，大型油氣集輸管道的內(nèi)壁防腐涂層技術(shù)主要應(yīng)用到兩種材料， 即無胺固化環(huán)氧樹脂與有胺固化環(huán)氧樹脂。集輸管道的內(nèi)壁涂層厚度不是統(tǒng)一的，輸送介質(zhì)不同，涂層的厚度也不同。比如不含固體顆粒的非腐蝕氣體的輸送管道，內(nèi)壁涂層厚度控制在 0.038 毫米到 0.054 毫米；腐蝕性氣體的輸送管道，內(nèi)壁涂層厚度不能夠低于 0.075 毫米；腐蝕性非常強的氣體，內(nèi)壁涂層厚度不能低于 0.015 毫米。

總結(jié)：

近年來，隨著防腐涂層技術(shù)的發(fā)展，防腐涂層材料的物理性能、化學性能、介電性能，以及溫度適應(yīng)性等都朝著更加良好的方向發(fā)展。高性能的防腐涂層技術(shù)，不僅能夠為大型集輸管道在復雜環(huán)境中保溫效果提供保障，而且能夠保證管道中油氣的有效運輸與質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 馬延芳.大型油氣集輸管道防腐涂層技術(shù)研究[J].中國化工貿(mào)易，2014，（17）：267-267.

[2] 孟建勛，王健，劉彥成等.油氣集輸管道的腐蝕機理與防腐技術(shù)研究進展[J].重慶科技學院學報（自然科學版），2010，12（3）：21-23.

[3]臧國軍.油氣管道段塞流腐蝕機理與內(nèi)防腐技術(shù)研究[D].西南石油學院，2003.