管道防腐技术在油气储运中的全程应用

管道防腐技术在油气储运中的全程应用

杨纪佩

华勘工程实业有限公司   江苏  兴化  225799

摘要：本文首先分析了在油气储运中做好管道防腐工作的必要性，接着分析了管道防腐技术在油气储运中的全过程应用,希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：管道防腐技术；油气储运；全程应用

引言：

油气储运工程在日常发展中，随着油气储运距离的逐渐提升，导致储运管理工作的整体难度也在持续增强，各类状况频繁发生，严重时，还会致使油气储运工作无法顺利开展。要想确保油气储运工作具有更加优秀的稳定性和可靠性，应重视管道防腐工作的应用价值，从事管理工作的相关人员应根据管道腐蚀的实际状况，选择更加科学合理的防腐措施。

1.在油气储运中做好管道防腐工作的必要性

在油气储运中，管道的腐蚀是影响其安全运行和经济效益的重要因素之一。由于石油产品具有易燃、爆炸性等特点，因此管道腐蚀容易对石油企业造成巨大经济损失和环境破坏。有数据统计，世界各国每年因管道腐蚀造成的经济损失可达经济总产值的24％。据文献统计，大约45%的管道损坏事故都和管道腐蚀有直接或间接的关系，现存的钢铁及金属设备大约每年腐蚀率为10%，由于腐蚀所造成的经济损失约占国民经济总产值的可达24%，由此可见，金属腐蚀问题十分严重和普遍。

在已投产管道的维护中，腐蚀威胁处于各破坏因素之首，因为腐蚀是一个隐形破坏行为，具有隐秘性，一旦腐蚀造成管道破裂或穿孔，会造成生产停顿、物料流失和环境污染，甚至引起火灾、爆炸、人身伤亡等灾难性事故的案例。

而我国目前还没有形成一套完整有效地防腐体系及相关制度来保障原油运输过程中所产生各种事故发生时及时处理并避免各类泄漏事件出现；而且在油气储运过程中，管道本体发生腐蚀会降低其使用寿命、内壁腐蚀还会影响到油品的质量甚至还会甚至腐蚀穿孔造成安全事故及因此造成的泄露带来的不可逆的环境污染，所以加强管道防护保障安全运行工作尤为重要。随着我国经济的不断发展，石油产品也越来越受到人们的重视，在其使用过程中所出现的问题也逐渐增多。而管道称为石油工业生产、输送以及储存最重要环节之一。因此加强油气储运的安全管理工作是十分必要和迫切地且必须完成的任务；另外在管道安全管理维护工作中，提高对腐蚀现象进行预防性处理措施和整改措施的研究，为我国的经济发展提供良好环境基础，保障国家能源安全性及稳定性。

2.管道防腐技术在油气储运中的全过程应用

2.1管道材质选择

管道腐蚀控制技术可以从多方面多角度考虑，首先在选择油气管道时，从材质上考虑可选择抗腐蚀性能较好的材料，如可根据使用及环境要求采用耐蚀性更好的不锈钢材质，如Cr含量在9%～13%时的不锈钢管材可用于含CO2的油气井开采，含Cr、Mn、Ni不同比例生产的的不锈钢管对Cl-有较好的耐腐蚀效果。该类管材无需配套措施，施工工艺简单，但初期投入成本较高。

另外可采用非金属管道。非金属管道的耐腐蚀性强、隔热效果好、水力性能好等一系列优点。如玻璃钢、钢骨架复合管等。目前大部分新建的中低压燃气管道已经更换为PE管，避开了金属材质的弊端。因此需要根据用途、环境、成本控制等实际情况选择符合要求的材料。

2.2管道内部防腐技术

钢质管道输送介质中如果含酸性物质或含氯、含硫化合物，会对管道内壁造成一定腐蚀。管道内壁防腐技术有多种，可以在管道内壁涂覆防腐涂料，要求涂层施工时做到致密均匀，从物理层面隔绝介质与钢质管道的直接接触，这也是管道防腐最常用的一个方法。另外可根据介质类型选择在管道内添加缓蚀剂，以缓解对管壁的腐蚀。通过将缓蚀剂与发泡剂结合使用，缓蚀剂在发泡剂的作用下分布到管道内壁各处，在管道内壁形成一层保护膜，减少腐蚀介质与管道的接触从而降低腐蚀发生的风险，此种方法经济、可靠、效果明显，是一种最常用的缓蚀方法。值得注意的是，需要根据不同的腐蚀机理选择对应的缓蚀剂。

另外还需要对管路输送的介质进行净化处理，消除或降低腐蚀性介质的浓度。如输送天然气管道，必须进行净化处理。此外，使用一些化学药剂，比如加入抑菌剂、除氧剂等，对管道进行相应的化学防护。随着监测技术的发展与进步，管道的管理维护人员要不时利用监控技术和管理系统如腐蚀探针等设备对管内情况进行连续监测并用计算机监控技术对管内腐蚀数据进行分析，及时处理，可有效的避免或降低管道腐蚀的发生的概率。

2.3管道外层防腐保护技术

埋地管道周围主要介质是土壤或水，土壤或水中含有各种盐类，可以认为是一种电解质，因此管道外层的电化学腐蚀更加普遍。由于管道沿线土壤腐蚀性差异如含水量、含盐量、微生物含量及种类都不同，管道施工质量也参差不齐，埋地后管道的腐蚀不可避免。

实际应用中，涂层防护是目前埋地钢质管道防腐控制最重要的防护措施，防腐层的质量和施工质量直接影响最终防腐效果和施工寿命。对管道防腐层的基本要求有：粘结性好、绝缘性能好、防水及化学性质稳定、足够的强度和韧性、耐高热、耐低温、抗微生物腐蚀等。在处于水层或者压力较大的地理环境时，选材在具备防腐措施的同时还要有足够的强度和应力性能。因此选用防腐效果较好的涂层材料，可有效增加管道的防腐效果。我们常用的有石油沥青防腐层技术、溶结环氧粉末防腐层技术和煤焦油磁漆防腐层技术以及新型三层PE防腐层技术等常见的防腐方法，可以有效的延缓腐蚀。随着腐蚀与防护研究的深入，新型防腐层的研究在涂层性能及施工方法上也在不断的进行技术性革新。

2.4电化学保护技术

根据腐蚀原电池理论，油气管道处于腐蚀介质中时，当管道周围环境变化及管道涂层不均匀等因素存在时，在管道的不同部位会形成阳极区或阴极区，形成原电池反应，在涂层薄弱或有缺陷的位置如果有电流流出管道的话会造成腐蚀现象。基于此，从腐蚀原理出发，可以采用电化学防腐的方法，目前针对埋地管道、港工、船体等水下地下金属构筑物，多采用阴极保护的方法。

阴极保护主要分为牺牲阳极法和外加电源的阴极保护法。利用电化学的原理，使用比管道材料活泼的金属材料作为阳极，通过电缆与管道相连，这样管道作为阴极收受到，也就是牺牲阳极阴极保护法。此时发生腐蚀的是活泼金属材料，即牺牲阳极，管道则避免了腐蚀。

另一种阴极保护方法为外加电流源阴极保护，也称为强制电流阴极保护。其原理基本相似，只是提供电流的方式不同，是通过在管道外部增加的直流电源实现的。电源的正极连接不活泼金属或其他惰性导电电极（称为辅助阳极）放电，使管道端作为阴极回路，管道在不断的吸收电流后其电位负向偏移，当达到一定数值(根据国标GBT 21448-2017 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》，需要达到-850mV,CSE)，管道即停止腐蚀。阴极保护法作为涂层防护的补充，对管道防腐提供了更加有力的保障，这一联合防腐措施是目前最常用的方法。

2.5物联网检测防腐技术

在管道施工结束投产后要做好管道常规定检、防腐层检测、阴极保护系统检测、杂散电流干扰检测等维护内容，保证该系统稳定安全的工作。管道的防腐维护工作中，重要的是各种影响因素的调查与处理，比如土壤环境的评估测试、管道阴极保护有效性评价、内检测等调查。

在网络高速发展及集成电路的技术更新的影响下，物联网技术的应用得到高速发展。利用现代物联网技术将传统的腐蚀检测手段转化为智能化检测技术。管道的内壁腐蚀监测与阴极保护智能检测系统的应用极大地提高了防腐管理水平，可以及时了解管道保护状态，以便采取合理的措施。如阴极保护行业中的智能测试桩，可以自动收集管道电位并上传服务器，实现远传远控功能，通过这样的智能监控，可以及时对管道状态、保护效果进行整体评估以便采取措施整改。还可以牺牲阳极材料进行寿命判断，有必要时及时更换。通过该项监测技术，在精准地检测到管材的腐蚀情况的同时还提高了准确度、减少了人工的巡检次数，有效节省了人力资源的浪费。目前基于物联网和通讯技术，管道智能监测技术已经广泛应用，极大提高了工作效率，节省了人工成本。另外近年来发展的金属电位差检测技术可以进行接触式检测，能够精准地检测到管道保温层进水情况，相对于非接触式检测技术，具备高灵敏,高精准,低成本等诸多优点。技术不断进步，管道管理水平也不断提高，不仅带来巨大的经济效益，更保证了环境安全和不容忽视的社会效益。

3.结束语

我国油气资源辽阔，根据我国的可持续发展战略，油气资源既不能浪费更不能威胁到人民生命安全。在油气储运行业中，要确保资源的合理开发与应用。管道作为油气资源运输的理想方式，有着突出的特点与优势。而管道腐蚀引发的极大安全隐患，必须对管道采取有效的防腐措施。上述各种方式方法各有优缺点，需要合理利用，根据实际需求选择合适的控制措施。我们需要利用科学技术的不断发展，借助新材料、新技术、新工艺与合理的措施为管道运输的全环节提供安全的保障，确保各地区油气供给顺利进行。希望在以后的运输管道建设和管理中，抓好每一个建设环节，确保管道安全，确保能源的顺利输送。

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