试论石油管道防腐技术

陈观玉田永芹

摘要：在石油运输方式上主要是采用管道运输方式，由于石油易爆易燃，所以积极做好管道安全运输工作非常重要，特别是石油管道的防腐工作。石油运输是通过管道进行运输，其具有低耗、自动化程度高、高效的特点，能实现连续运输。因石油物质具有易爆易燃、有毒以及高能高压的特点，要求石油运输管道具备较高的耐腐蚀性能以及较好的安全性。所以，针对石油管道运输工作进行科学管理，并积极采取有效的防腐技术，从而确保石油实现安全运输。

关键词：管道；防腐；技术；方法

一、石油管道技术特点

我国石油管道工程的发展可以追溯到上世纪七十年代，在经过几代人的艰苦奋斗和技术攻关之后的今天，石油管道技术已经有了显著的发展，与发达国家的差距也在逐步减小，使得我国的石油管道技术有了自己的本国特色，并且结合具体的国情建成了大量世界技术领先的石油管带工程项目，在根本上实现了我国石油管道技术的高水准发展。与此同时，和西方国家高度现代化的石油管道技术相比，我国目前的石油管道工程普遍存在着自动化水平较低、管理制度不健全等不足，还有待进一步发展提高。伴随着我国经济建设的快速发展，对于石油需求的快速增长刺激石油管道工程的快速发展，但是目前我国的石油管道建设存在的诸多问题严重限制了石油管道的优势，未能充分将石油管道快速便捷的优势发挥出来。在十二五建设中，为了更好的保障经济建设，有效完成成品油供给，我国应逐步建立起长距离成品油管道输送干线和区域性成品油管网。

二、石油管道腐蚀的原因分析

2.1化学腐蚀。由物质间发生化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。当金属长时间裸露在空气中时，就会与空气中的氧气、硫化氢、二氧化硫、氯气等发生接触，在金属表面上就会生成氧化物、硫化物或氯化物等。通常，金属管道在干燥和常温的空气里并不容易被腐蚀，但在高温下就容易被氧化，同时还会发生脱碳现象。另一方面，管道中输送的石油品中还含有多种形式的有机硫化物、环烷酸等化学物质，它们的化学特性对金属管道会产生化学腐蚀。

2.2电化学腐蚀。当金属和电解质溶液发生接触时，由电化学作用而引起的腐蚀叫电化学腐蚀。当金属管道与含有水分的大气、土壤、湖泊、海洋等介质发生接触时，介质中含有的二氧化碳、二氧化硫、氯化钠及灰尘都是电解质溶液，而且浓度不同，性质各异。当管道暴露在潮湿空气中时，由于管道表面的吸附作用，就容易使管道表面覆盖上一层极薄的水膜。这时，铁和杂质紧密接触，在铁和杂质之间不断进行电化学反应。铁变成铁离子进入水膜，多余的电子移向杂质，经过反应，生成氢氧化铁，附着在铁表面，形成红褐色铁锈，这样，管道便很快被腐蚀了。

三、石油管道设备的一些防腐技术

3.1采用阴极保护技术

采用涂层方式是把金属管道和外界环境相互隔离开，只能起到物理阻隔的作用，有时候会因为涂层不充分而存在针孔情况。如果涂层存在破损情况，就会出现破损部位（小阳极）与覆盖部位（大阴极）的腐蚀电池，导致腐蚀作用集中在管道破损位置，加快了金属管道的点腐蚀作用。另外，单纯使用阴极保护技术所需成本较大，获得防腐效果不好，所以如果采用涂层结合阴极保护技术就能获得良好的防腐作用。

所谓阴极保护技术就是指对被腐蚀的金属管道外表加入外加电流，从而使管道充当阴极，帮助抑制金属腐蚀作用而造成的电子迁移活动，从而控制金属腐蚀情况出现。其中阴极保护技术包括外加电流阴极保护技术以及牺牲阳极阴极保护技术两种。

3.2外加电流阴极保护措施

通过在回路中提供直流电，辅助阳极作用，使直流电进入被保护的金属管道，将该金属管道转变为腐蚀电池的阴极，实现保护金属管道的目的。这种保护措施对于外界环境没有严格要求，能长时间保护金属管道设备。在陆地的石油运输管道设备防腐工作中，一般选择外加电流阴极保护技术。实际工作中如果采用这种防腐技术，需要积极做好金属管道设备的绝缘处理，预防发生管道电流损失情况。

3.3牺牲阳极阴极保护技术

这种防腐技术是利用电位低于被保护金属管道的合金、金属物质与被保护管道金属电性相连接，从而利用低负电位金属发生腐蚀作用所形成的电流来起到保护金属管道的目的。这种防腐措施所需成本费用比较少，并且操作简便，而且不用进行特殊维护，但是这种方法适合使用的范围相对比较小，通常运用在海水环境。

3.4采用涂层防腐技术

这种防腐技术是通过在管道外表涂上防腐涂层，并在管道内壁涂上减阻涂层，从而起到防腐作用。在进行涂层工作之前，都需要对管道设备表面进行除锈、脱脂特殊处理，然后才能进行涂层，帮助提高涂层的使用时间。常规涂层防腐技术分为胶带防腐涂层、环氧煤沥青涂层等其他涂层技术。常规涂层技术使用时会受到一定的限制，例如胶带防腐涂层措施不适合应用在高温环境下。为了满足实际工作需要，近年来新型涂层技术也逐渐被应用在了实际工作中。

3.5无机非金属防腐涂层技术

这种涂层技术不同于常规涂层技术，其具有抗高温、耐腐蚀以及耐氧化的优势。无机非金属防腐涂层包括有搪瓷涂层技术、玻璃涂层技术以及玻璃涂层技术。其中搪瓷涂层技术能发挥良好的耐腐蚀作用，多数应用在钢制石油管道中。玻璃涂层技术因具有较好的耐磨性以及致密性，一般适合应用在内部涂层中。另外玻璃涂层技术能起到良好的耐腐蚀作用，其具备较强的化学稳定性能，现在陶瓷涂层技术相对比较成熟，因此在实际工作中也得到了较多应用。

3.6PE防腐涂层技术

这种防腐涂层技术包括外层使用聚乙烯复合材料、中层采用胶结剂材料，而内层选用环氧粉末，一般应用在外壁防腐保护中。其具备良好的防腐性能以及机械性能，也是当前使用的比较先进的防腐措施之一。

3.7无溶剂环氧涂层技术

这种防腐涂层技术大部分应用在管道内部的防腐。石油中一般都会含有某些杂质，其会与管道内壁金属发生作用而造成腐蚀情况。因此可以在内壁涂预防腐蚀作用的涂料，而无溶剂环氧涂层不会对石油造成污染，并且稳定性良好，还能减少石油与管道之间的摩擦阻力。

四、石油管道的防腐方法

（一）地上管道外防腐

在石油管道工程防腐技术方面，科研人员投入了大量的精力和时间，取得了阶段性的成果。针对石油管道防腐的原因，我们进行了有效的分析，从而制定了一系列的方式方法。首先是地上管道外防腐，这种措施可以将一些较小的隐患清除，避免发展为大问题。同时，地上管道外防腐的方法简单，奏效快，能够在短时间内，解决较多的问题。从现实的应用来看，很多人都采用以红丹油性防锈漆、红丹醇酸防锈漆等作底漆。因为这些漆防锈性能好，与钢铁表面附着力强。面漆材料有很多种，但实际应用较多的为铝粉漆。在将来的工作中，我们还需要在“漆”上面进行一定的努力，保证这种措施的效果能够持续下去。

（二）埋地管道的防腐绝缘

我们提到了石油管道工程的腐蚀原因之一是由于电化学腐蚀，因此在将来的工作中，需要加强防腐技术中的防腐绝缘方面，这样才能在总体上达到一个较好的效果。埋地管道的防腐绝缘分为内防腐和外防腐两个方面。在本文中，主要对内防腐进行一定的阐述。内防腐就是针对管道内部进行一系列的防腐措施，比方说采用耐油的防腐涂料，耐油防腐涂料机械性能高,化学稳定性好，不污染油品,而且使用方便。在施工过程中，要求对底材进行仔细认真地处理，用喷丸除锈，而且质量要达到国标要求。然后按规定涂刷耐油防腐涂料，并严格控制涂漆厚度。应用这种方式，能够从内部有效的解决防腐问题，从而将电化学腐蚀有效的遏制在起始阶段。除此之外，还需要在外防腐方面进行一定的努力，这就需要加强管道本身的防腐以及各种抗氧化技术，还有就是降低与外界物质发生反应的概率，内外并重的措施，才能让石油管道的防腐工作达到一个较为理想的效果。

（三）埋地管道的电化学保护

埋地管道在石油管道工程中占有很大的比重，同时也是最容易被腐蚀的管道之一，现阶段主要采用的防腐技术是电化学保护。比方说找到一些电位比管道低的金属放在一起，这样就在客观上形成了优势互补的形态，这些电位低的金属物质因为失去电子而被腐蚀，从而可以有效的保护电位高的埋地管道。这种方法不仅仅在成本上较低，而且效果很明显，应用时间也较长，护提升到一个新的层次。值得注意的是，在选择金属的过程中，一定要以电位较低为原则，如果某一个部位的金属电位比管道高，那么被腐蚀的就是管道。

结束语：

管道是油气运输的主要载体，做好管道的防腐工作对于保证长输管道的油气输送有着非常重要的意义。长输管道防腐蚀的工艺要根据油气管道的介质性质和具体的管道的外部环境来选择最合适的。我国现在的防腐工艺主要是以内涂层为主，然后以阴极保护为辅，这两种防腐工艺现在都作为重点使用的技术，这样才能更好的提高管道的寿命，今后，研究方向主要侧重于防腐新材料的选择和新工艺的研究开发出综合性能好、成本低廉运作方便的防腐工艺新技术。

参考文献：

[1]张应来.油气储运中的管道防腐问题研究2015.9

[2]袁智.原油长输管道安全评析技术探讨2014.7

[3]晏金龙.天然气长输管道防腐的重要性及防护措施2013.6