输油管道防腐的重要性及措施

湛江港石化码头有限责任公司 王凯

输油管道防腐的重要性及措施

湛江港石化码头有限责任公司 王凯

埋地输油管道与土壤或水长期接触，会产生化学腐蚀，对管网的安全运行与使用寿命带来极大威胁。管道使用寿命很大程度上取决于材料和防腐方法，埋地输油管道必须采取适当防腐控制技术，确保管网安全运行，延长使用寿命。

一、输油管道腐蚀原因分析

输油管道在使用过程中发生的腐蚀大多为局部腐蚀，其中点腐蚀最为明显。分析原因，主要有几种状况：一是因材质、表面状态不同或土壤介质差异所形成的腐蚀电池；二是温差腐蚀；三是细菌腐蚀；四是杂散电流腐蚀。

二、输油管道防腐的重要性

长输管道的材质多种多样，其中钢材料的长输管道应用更为广泛。防腐工程在钢材料的长输管道中属于在管道设计之初就必须加以重视的，钢材料的管道安装工程一般来说投资较大、建设工期长、使用寿命也长，长输管道由于使用寿命长，常常产生防腐失效。

防腐失效在钢质长输管道中一旦发生，会造成管道返修、国家财产受损；管道泄露导致与当地群众和政府的纠纷等时有发生，对环境造成严重污染等。因此，在钢质长输管道的设计及施工过程中，要充分考虑和重视防腐工程。

三、输油管道防腐措施

防腐工程在石油天然气长输管道上的具体防腐措施包括：采用涂层和阴极保护等多种手段综合防腐，管道外壁采用三层PE防腐，管道内防腐采用无溶剂环氧涂层内减阻涂层。

1．涂层防腐。

（1）3PE外壁防腐涂层。3PE防腐是由底层喷涂环氧粉末、中间层为胶粘剂、外层为聚乙烯复合组成的一种防腐结构，具有良好的机械性能和防腐性能，是目前技术领先的防腐技术。

3PE防腐主要缺陷是焊接补口问题。管子端部焊口处实际只有一层热缩套防腐层，且热缩套与3PE接合处工艺不一致，成为防腐薄弱处，这印证了经济学上的木桶原理。管线防腐寿命长短，取决于最薄弱处防腐质量。

针对上述缺陷，有的生产厂家将管子端部预留焊口处喷涂了环氧粉末，这样管道在露天存放期间端部不易锈蚀。环氧粉末在电弧高温下会蒸发，不会影响焊接质量，且用热缩套补口后也多一层防腐层。但因环氧粉末涂层是绝缘体，会造成电焊起弧困难。因此焊接前必须打磨焊口。

（2）内壁防腐涂层。由于油品的洁净度不同，油品中仍残留的一些杂质、水分、微生物，会在管道内壁形成原电池，造成腐蚀。一般内防腐采用036耐油防腐涂料。该涂料化学稳定性好、机械性能高，不污染油品，使用方便。为保证涂层与管壁黏结牢固，必须对管内壁进行表面处理，并按规定严格控制涂漆厚度。

2．阴极保护法。涂层的作用主要是物理阻隔作用，将金属基体与外界环境分离。但是有两种缺陷，一是涂层本身存在缺陷，有针孔的存在；二是在施工和运行过程中不可避免涂层会破坏，使金属暴露于腐蚀环境。这些缺陷导致大阴极小阳极的现象出现，使得涂层破损处腐蚀加速。这时可运用阴极保护法提高管道防腐效果。

管道阴极保护可分别采用牺牲阳极法、外加电流法或两种方法的结合。牺牲阳极阴极保护技术是用一种电位比所要保护的金属还要负的金属或合金与被保护的金属电性连接在一起，依靠电位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护其他金属。强制电流阴极保护技术是在回路中串入一个直流电源，借助辅助阳极，将直流电通向被保护的金属，进而使被保护金属变成阴极，实施保护。

输油管道一般采用外加电流保护，分设若干个阴极保护站，特殊地质条件需要牺牲阳极进行辅助保护。从阴极保护的原理已得知，没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误，保证管道在地下不应与其他金属构筑物有“短接”等故障。

恶劣环境下输油管道腐蚀一直是困扰我国石油天然气工业发展的一个极为突出的问题。如何采用经济高效的防腐技术，本文对各种防腐方法作了比较：

使用抗腐蚀合金管材的防腐效果好，在其有效期内无须其他配套措施，对油气管道生产作业无影响，且工艺最简单。但其价格一般为普通碳钢的几倍，因此初期投资较大，不太适合我国的中低产油田。

注入缓蚀剂进行防护，主要存在以下几个问题：缓蚀剂的有效浓度较低，保护期短；初期投入较少，但累计投资成本高；在一个输油管道适用的防腐药剂，在另一个输油管道就未必效果好，适应性差；投加缓蚀剂需要的加药装置过多，管理难度大，不利于安全生产。

使用普通碳钢管材，对其进行涂覆层保护，防腐效果好，对油气管道生产影响相对较小，工艺较简单 ，而且成本一般不会很高。 但如果出现漏镀现象，则会发生更为严重的局部腐蚀。

渗铝钢表面形成的Al2O3保护膜薄而致密，由于这种保护膜的阻挡作用，使得铝原子穿过Al2O3膜到表面与氧反应的扩散速度和氧原子向内迁移的速度都十分缓慢。因此，这层保护膜保持着较薄的状态，并具有良好的附着力和机械性能。另外，当氧化膜受到破坏时，渗铝层中的铝原子会立即向表面迁移形成新的保护膜，弥补破损的部位。正因为以上特点，渗铝钢具有良好的耐腐蚀性能。

通过上述对各种防腐方法的比较，结果表明普通碳钢进行涂覆层保护，能改善其工艺，并解决其漏镀等问题，这种方法可以在石油天然气工业中得到更广泛的应用。但是在输油管道的恶劣腐蚀环境中，渗铝钢管材是比较理想的选择，具备了防腐效果好、经济性强的特点，具有广泛的应用前景。

随着城市建设发展，输油管网安全可靠运行日显重要。腐蚀泄漏，将给企业带来很大的经济损失和社会危害。因此企业应加大在防腐技术上的投入，加强管网建设施工质量监督管理；从源头上减少燃气管道锈蚀泄漏事故的不利因素，提高管网的安全运行可靠性与经济性。