防腐專業電化學保護法和保護層法的技術特性及成本優劣的研究和分析

趙 寧 大慶油田工程建設有限公司國際工程事業部

一、電化學保護法和保護層法的技術特性和各自的優劣

(一)電化學保護法的技術特性

電化學保護法指的是根據電化學原理在金屬材質管道上采取措施，從而讓金屬成為腐蝕電池中的陰極，進而防止或者減輕金屬腐蝕的方法。電化學保護法通常分為陽極電化學保護和陰極電化學保護，在我國使用最廣泛的是陰極電化學保護法。由于在大型工程的施工過程中，往往會出現金屬材質管道埋在地下的情況，金屬材質和土壤的接觸會生成電化學反應，進而產生具有極強的腐蝕力的化學物質，久而久之就會造成金屬材質管道的腐蝕，不利于安全輸送油氣的進行。

(二)保護層法的技術特性

保護層法指的是金屬材質管道表面涂料涂裝施工，在設備表面涂裝具有陰極保護作用的涂料，可使工管道不易發生腐蝕。在涂裝完畢發揮防腐蝕作用的底漆后，再涂一層中間漆使得涂層增厚，最后涂上一層涂料隔絕空氣，避免空氣侵入底漆，出現氧化反應，同時也能夠保護和封閉底漆。而底漆和封閉漆的涂裝時間也是構建保護層需要把握的關鍵，通常來說底漆應在工程設備出廠前施涂，要保證涂裝質量，最后一道漆通常在運輸前施涂，保證底漆在運輸過程中不出現破損。但是通過金屬材質管道表面涂料涂裝的方式構建設備保護層，是一個涉及工序較多的過程，并且涂料涂裝過程中的每一個環節都十分重要，一旦某個細節出現問題，保護層就無法完全發揮作用。

(三)電化學保護法和保護層法的優劣比較

電化學保護法和保護層法的優勢：電化學保護法在國外的發展歷史悠久，運用經驗豐富，發展已經非常成熟，能夠給我國的防腐專業提供更多經驗借鑒。并且電化學保護法的操作程序較為簡便，施工工藝也較為成熟，已經有完備的施工范本以及完整的施工標準，并且施工所需成本也比較低，在電化學保護體系構建完成后，能夠使用金屬材質管道長達幾十年不腐蝕，這些都是電化學保護法的優勢。保護層法用涂料進行疊涂，不同的涂料能夠發揮不同的作用，如防銹、防腐蝕和增強涂層厚度等，能夠延長金屬材質管道的使用壽命，保護油氣的運輸安全，除此之外，保護層法的美觀性較優也是一大優勢。

電化學保護法和保護層法的劣勢：電化學保護法在發揮作用的過程中，陽極消耗大，難以調節在最佳保護電位，造成所提供的電流較小，除此之外，還可能會出現需要直流電流的情況，對于保護系統要經常進行檢查和管理，耗費了大量的人力物力，并且電保護系統對周圍金屬材質管道會產生散雜電流腐蝕的情況。實施保護層法，在金屬材質管道表面涂裝涂料的過程中，對于施工環境的要求很高，施工步驟也較為復雜，很容易出現安全事故。

二、選用兩種防腐方式的必要性和成本對比

(一)選用兩種保護方式做好防腐的必要性

目前世界上用于開采油氣和輸送油氣所鋪設的管道長度里數十分巨大，有數據顯示總長度已經超過200萬千米，而這些管道大多屬鋼鐵材質，本身具有易腐蝕性，并且地下土壤的土質較為復雜，而且所輸送的油氣中也含有腐蝕性較強的物質，種種因素疊加在一起，導致輸送油氣管道的內外側都極有可能被腐蝕。而一旦輸送管道被腐蝕，就會導致輸送油氣的泄露，不僅經濟損失巨大，還會對環境造成極大的危害，如果處理不及時，遇到明火等還可能會引發火災，對人的生命健康安全造成極大的安全隱患。并且管道受到種種因素的影響，被腐蝕的速度極快，每年幾乎都有10%的管道被腐蝕，這一龐大的數字代表了無數的安全隱患和資源浪費。因此，做好油氣輸送管道的防腐蝕工作是十分有必要的，而電化學保護法和保護層法作為兩種常用的、防腐效果好的防腐蝕措施，應當被充分運用于油氣輸送管道防腐蝕當中。

(二)兩種防腐方式的成本對比

1.電化學保護法

在電化學保護法的具體分類中，陰極保護法是常用的方法，陰極保護法通常在口徑較大的油氣運輸管道使用，需要安裝電絕緣設備、安裝恒電位儀、設置陰極地床等設備，這些設備所占用成本較多。除此之外，由于陰極保護技術系統的施工難度較大，對于施工準確性的要求較高，且后期一旦出現問題需要立刻進行維護，因此，聘請專業的施工和維修團隊，也是較大的成本支出。

2.保護層法

在運用保護層法防止油氣輸送管道被腐蝕的過程中，主要涉及到兩方面的工作，一方面是管道內側的防腐，另一方面是管道外側的防腐。在涂層防腐的過程中，涂層材料的采購是一項較大的成本支出。而研制防腐涂層材料的經費投入也是較大的成本支出，并且需要大量的工人參與到防腐涂層的施工當中來，也需要投入大量的成本。

三、管道防腐工程施工需要采購的物資

(一)石油輸送管道陰極保護系統施工需要采購的物資

在使用陰極保護法防止石油輸送管道被腐蝕的過程中，需要注意以下三點：首先，受到保護的管道必須是金屬材質，且管道所在的位置周邊要存在導電介質，具體的導電介質包括特殊種類的土壤、海水等，這些導電介質充分參與陰極保護系統的工作環節，才能夠促使陰極保護系統發揮作用。其次，金屬材質的石油輸送管道必須完全浸沒在導電介質中，才能夠使得電流作用于全部的金屬材質管道，提高陰極保護系統發揮保護作用的效果。這就對導電介質的分布提出了更高的要求，也就是要想使得陰極保護系統充分發揮作用，導電介質僅僅分布在管道的一側是遠遠不夠的，要求導電介質必須將石油輸送管道包圍起來。最后，使用陰極保護法防腐蝕的石油輸送管道形狀要整齊、流暢。

例如，針對上文所提出的在陰極保護法實施過程中需要注意的問題，梳理了在石油輸送管道陰極保護系統施工中，具體的需要采購的物資。第一項物資，恒電位儀架設原材料。恒電位儀的安裝是陰極保護系統構建的基礎，要購買型號合適，質量符合行業標準的恒電位儀，且購買的數量要滿足管道施工的需求。并且需要注意的是所購買的恒電位儀，其控制臺的位置應當能夠放置在陰極保護區間內，而恒電位儀本體能夠放置在控制臺的兩側。第二項物資，匯流點設置的原材料，具體包括每一條石油管道的匯流點設置都需要一個防爆接線箱和一個埋地型長效參比電極。管道內的陰極電纜等發揮作用的電纜都需要通過防爆接線箱才能夠和主設備連接起來，發揮防腐作用。并且隨著匯流點和參比電極相關物資的采購，也需要采購做好匯流點處防腐絕緣工作的物資，避免在運行過程中出現意外情況。第三項物資，鋪設陽極地床的原材料。組成陽極地床的物資包括十五只標準規格的高硅鑄鐵陽極、三十條兩米長的規格標準的電纜。在陽極地床裝設的過程中需要采購輔助填包料，具體為焦炭粉。只有這些物資采購完全，才能開展陽極地床的鋪設工作。第四項物資，鋅接地電池原材料，鋅接地電池主要由兩根鋅棒組成，且這兩根鋅棒要由絕緣物體連接起來。第五項物資，測試樁、防爆接線箱。陰極保護系統的施工應當根據管道施工里程計算出需要采購的測試樁和防爆接線箱的數量，通常的計算標準為五米安裝一個電流測試樁、一期陰極保護系統的工程施工安裝四個防爆測試箱。根據這一標準，計算出總施工工程需要購買的測試樁和防爆接線箱的數量，再進行采購。

(二)石油輸送管道保護層系統施工需要采購的物資

保護層系統指的是在管道的表面涂裝防腐涂料，進而使得涂層發揮防腐作用。在涂料涂裝的過程中，主要分為八個步驟來進行：第一步，進行鋼管預熱。在管道防腐涂料的種類選擇中，粉末質涂料被廣泛應用，在粉末涂料涂裝之前，需要按照規定將鋼管預熱，才能夠使粉末狀涂料涂裝的更牢固。第二步，涂底漆。底漆共需要涂兩道，在涂底漆的過程中，要準確把握兩道底漆涂裝之間的間隔時間。第三步刮膩子。要選擇合適的膩子種類，要和底漆相適應，并且在刮膩子的過程中，要注意刮膩子的手法。第四步，涂中間涂層。中間涂層主要起到增厚涂層，保護涂層的作用，在選擇中間涂層涂料時，也要和底漆相適應。第五步，涂層打磨。這一環節主要是為了消除涂層表面的雜質，使涂層變得平整，但在打磨的過程中也要注意打磨力度的把握，打磨完畢后，不能出現露底情況。第六步，涂面漆。這一環節是完成涂料涂裝的重要步驟，面漆涂料品種的選擇十分重要，直接決定了涂裝的程序和手法。第七步，固化涂層。涂層的固化方法主要包括兩種，一種是自然干燥固化，另一種是加溫固化，要根據涂層的厚度來決定固化的方法。并且，需要特別注意的是加熱固化的過程中要遵守固化程序。第八步，涂裝操作技術控制，在涂裝過程中，采用精良的涂裝技術，能夠提高涂裝的質量，節省施工的時間。

例如，針對上文所提出的在保護層法實施過程中需要操作的步驟，梳理了在石油輸送管道保護層系統施工中，具體的需要采購的物資。第一項物資，鋼管預熱設備，鋼管預熱是涂料涂裝的基礎，為此選擇合適的鋼管預熱設備，高效完成鋼管預熱工作是十分有必要的。第二項物資，底漆。底漆是涂料涂裝的第一道程序，也是涂料涂裝中最基礎的工作，為此底漆的采購是十分重要的，要選擇符合行業標準的底漆品種，選擇的底漆的干燥時間、涂敷間隔時間要符合施工要求。第三項物資，膩子。在涂層外涂刮膩子，能夠使涂層變得更加平整和美觀。因此，在膩子的采購過程中要采購和底漆和面漆相配套的品種。第四項物資，中間涂層涂料采購。中間涂層也起到了保護和裝飾涂層的作用，同時也能夠彌補底漆涂裝過程中出現的缺陷，為此中間涂料的采購也要和底漆和面漆相配套。第五項物資，面漆，面漆關系到涂裝表面是否整齊，因此，面漆種類的選擇要根據管道的實際狀況來決定。第六項物資，涂層操作技術。這項物資采購，采購的是技術和人才，涂裝時所選擇的操作技術對涂裝質量來說，影響十分之大，為此選擇專業的涂裝團隊、對涂裝團隊內的涂裝工人進行培訓，也是采購過程中需要注意的。

(三)有效降低物資采購成本

為了有效地提升防腐專業電化學保護的質量，加強對于保護層法的技術應用，對此，不僅應該針對采購物資進行嚴格的質量把控，同時，還需要加強對于成本的進一步管理，選擇經濟適宜的采購方案，進一步提升石油輸送管道防腐工程的經濟性，促進石油輸送效益的增強，降低石油輸送成本。鑒于此，應該依據實際情況，建立健全物資采購的規范機制，明確不必要的花費支出以及關鍵性的成本控制要點，做到預算報備與控制管理有效結合，從制度方面降低物資采購成本。

例如，在管道防腐涂料的采購過程中，應該全面掌握管道防腐涂料的實際價值及供應商的狀況，熟悉涂料的特性，了解相關的市場行情，對于涂料供應商的綜合能力(供貨能力、品質控制能力、研發能力、財務狀況)進行全面的了解，與現有的供應商進行有效的議價，確認管道防腐涂料的市場價格，通過降低采購單價、延長貨款結算時間等方式，降低物資采購成本。在另一方面，還可以開發新的供應商，進一步優化供應商資源，做到貨比三家，制定最優的采購方案，對于同類物資的總采購量、各供應商供應量占比情況、綜合平均價格進行分析，并擬定采購成本項目結項報告，對于項目綜合成本進行計算，上報相關管理部門，以備后期優化調整。

四、如何有效降低采購成本

(一)集中統一管理

采購環節中進行集中統一的管理工作，是有效降低物資采購成本的重要手段。對于防腐材料的采購權分散在各企業或者各部門，存在著一定弊端。首先，對于防腐材料物資采購的優勢無法發揮出來。大量的防腐材料物資采購，才有可能和供貨方商談降低市場價，供貨商才有可能由于薄利多銷的原因，愿意以較低的價格出售防腐材料。其次，防腐材料庫存過高。因此，企業對于采購環節和采購權應該集中統一管理，成立專門的統一采購部門。由專門的采購部門來和防腐材料的供貨商進行材料價格的商談，所要采購的防腐材料和其他所要的材料總共需求量比較大的話，很容易和供貨商對于防腐材料的價格達成一個互惠互利的價格，雙方都會滿意。采購部門把握這個企業的采購權，可以更加合理的對采購資金進行分配，節省不必要的采購成本，整體的采購成本得到降低，防腐材料的成本也會得到合理的節約。

(二)監督采購程序

首先，要建立嚴密、科學、合理的采購程序制度。對于防腐材料相關的計劃審批、合同簽訂、材料驗收、收款結算、供應商評估、采購業務人員的業績考核等，都需要制定科學合理的制度體系來進行規范。其次，制定合理的防腐材料的采購低價，更多地關注和收集防腐材料的市場價格信息，并構建起相應的信息檔案，建立相關的價格評估小組，對于防腐材料的采購價格進行合理的制定。最后，完善對于采購程序的監督管理體系。僅有科學合理、嚴密規范的程序制度，但是缺少完善的監督管理體系和強有力的執行力度，必然會出現相應的采購漏洞。完善有力的監督管理往往比制定科學的采購程序更加重要。因此，要對采購程序進行全方位、全過程的監督管理，主要對從計劃的制定審批，到采購合同的簽訂，再到防腐材料質量的驗收，最后到采購付款的結算的四個環節進行嚴格的把控和監督，形成科學合理的采購環節監督體系。并實行“責任到人”的責任追究制度，做好防腐材料采購的各環節的記錄，一旦出現問題，可以立即處理并追責到人。這樣不僅可以減少采購程序中各部門人員的腐敗問題，還可以大幅度降低物資采購的成本，以及提升所采購的防腐材料的物資質量。

(三)創新采購方法

創新防腐材料的采購方法，是有效降低采購成本的重要條件。隨著社會經濟的不斷發展和進步，市場的競爭也愈加激烈，防腐材料的市場價格的波動波動變化也日益增大。僅通過傳統的雙方商談價格采購方法，已經無法適應市場競爭激烈對物資采購所提出的新要求。因此，要創新和發展防腐材料的采購方法，有效降低物資采購的成本，為企業獲取最大的利潤空間，提高企業的經濟效益。

第一，對防腐材料的采購使用招標采購方法。像防腐材料這種需要采購大量物資、需要采購資金也大的采購對象，非常適合招標采購。聘請諸多的合格的供應商來對于防腐材料的價格來進行競標，對防腐材料質量嚴格要求的前提下，價格較低的供貨商可以獲得預備供貨的資格，借此可以很好地節約防腐材料物資的采購成本。第二，可以使用比值比價采購方法對防腐材料進行采購。對于尚達不到招標采購標準的防腐材料物資量，企業的采購業務人員對三家及以上的供貨商進行比較，選擇商品質量好且價格低廉的供貨商，并且對于防腐材料供貨商的比價結果需要經由多重部門的認證同意簽字，才可以進行最后的采購環節。通過創新采購方法，以此來降低物資采購的價格，也就是有效地降低物資采購的成本。

五、結語

優良的石油輸送管道防腐工程對于石油輸送來說，是十分有必要的，它能夠保證石油管道不被腐蝕或減緩管道被腐蝕的速度，進而保證石油輸送的安全。本文詳細地分析了電化學保護法和保護層法在構建過程中需要采購的物資，但依然有很多環節的物資沒有涉及到，仍需要采購人員在采購過程中注意。