石油天然氣管道工程的關(guān)鍵防腐技術(shù)分析

關(guān)鍵詞：石油天然氣管道;防腐;涂層防腐

前言：近年來(lái)我國(guó)石油天然氣管道工程領(lǐng)域進(jìn)步迅速，這種進(jìn)步在管道防腐方面有著直觀體現(xiàn)。但結(jié)合實(shí)際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，管道腐蝕問(wèn)題在我國(guó)石油天然氣管道工程中仍較為常見(jiàn)，為盡可能提升石油天然氣管道工程防腐水平，正是本文研究的目標(biāo)所在。

1.腐蝕類型及防腐機(jī)理

1.1管道腐蝕多類型

石油天然氣管道工程的防腐類似可細(xì)分為內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕。多方面原因均可能導(dǎo)致內(nèi)壁腐蝕，如石油天然氣管道內(nèi)存在一定水溶液比例，親水膜將在管道內(nèi)部形成，進(jìn)而慢慢提升管道腐蝕效率，化學(xué)反應(yīng)腐蝕會(huì)因此在管道內(nèi)壁出現(xiàn)。受石油天然氣含有的不同雜質(zhì)影響，這類雜質(zhì)可能出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行腐蝕;外壁腐蝕源于管道所處的地下環(huán)境，圍繞地下埋設(shè)的石油天然氣管道進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)腐蝕問(wèn)題較為嚴(yán)重，這一問(wèn)題與管道厚度同時(shí)存在直接關(guān)聯(lián)，化學(xué)腐蝕在其中并不占據(jù)主要位置[1]。

1.2管道防腐機(jī)理

石油天然氣管道工程的防腐主要聚焦化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，前者為化學(xué)反應(yīng)引發(fā)的管道腐蝕，常常會(huì)導(dǎo)致脫碳現(xiàn)象并導(dǎo)致氧化皮生成。電化學(xué)腐蝕源于電解質(zhì)與管道的接觸，進(jìn)而引發(fā)腐蝕。為實(shí)現(xiàn)管道防腐，需要聚焦內(nèi)壁和外壁的防腐措施，內(nèi)壁防腐可使用緩蝕劑、乙二醇等添加劑，以此減緩二氧化碳腐蝕金屬的速度，同時(shí)在管道內(nèi)部生成能夠減慢腐蝕的水合物。內(nèi)涂層和襯里保護(hù)也屬于常用的內(nèi)壁防腐措施，即通過(guò)涂覆層隔離管道與腐蝕物質(zhì)，進(jìn)而避免腐蝕問(wèn)題出現(xiàn);外壁防腐需要聚焦外涂層的應(yīng)用，對(duì)于很多埋于地下的石油天然氣管道，土壤的腐蝕性需要引起重視，外涂層可將存在腐蝕性的土壤和管道外部隔離。陰極保護(hù)同樣屬于石油天然氣管道外壁防腐的重要方式，具體可分為犧牲陽(yáng)極和強(qiáng)制電流保護(hù)。此外，為更好實(shí)現(xiàn)防腐保護(hù)，還需要聚焦石油天然氣管道工程的科學(xué)設(shè)計(jì)，防腐方式的優(yōu)選、新型防腐技術(shù)的應(yīng)用均屬于其中關(guān)鍵，管道防腐的動(dòng)態(tài)檢測(cè)、維護(hù)、修理也需要同時(shí)得到重視。

2.關(guān)鍵防腐技術(shù)

2.1陰極防腐技術(shù)

在石油天然氣管道工程的防腐實(shí)踐中，陰極防腐技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，該技術(shù)的應(yīng)用主要通過(guò)加設(shè)電流轉(zhuǎn)化石油天然氣管道的電極，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電化學(xué)腐蝕的預(yù)防。技術(shù)的具體應(yīng)用需要關(guān)注易發(fā)生化學(xué)腐蝕的管道位置，同時(shí)針對(duì)性加設(shè)電流，以此得到向陰性極端轉(zhuǎn)化的石油天然氣，金屬電離子轉(zhuǎn)移可由此避免。陰極防腐技術(shù)的應(yīng)用存在兩種操作手段，一種為引入直流電，石油天然氣管道腐蝕可由此向至陽(yáng)極轉(zhuǎn)化。另一種需要在管道外部連接具備強(qiáng)大負(fù)電位的金屬，該金屬存在屬于腐蝕狀態(tài)的表面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管道工程防腐。陰極防腐技術(shù)在實(shí)用性和環(huán)保性方面優(yōu)勢(shì)顯著，近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用。

引入直流電的陰極防腐被稱作強(qiáng)制電流陰極保護(hù)技術(shù)，該技術(shù)需要將直流電源傳入回路，得到呈陰極的被保護(hù)金屬，進(jìn)而保護(hù)管道，實(shí)現(xiàn)對(duì)惡劣及高電阻腐蝕的抵御，存在驅(qū)動(dòng)電壓高、使用周期長(zhǎng)特點(diǎn)，但同時(shí)存在無(wú)法獨(dú)立工作、施工及維護(hù)要求高、施工成本高等不足，且會(huì)干擾周圍構(gòu)件并需要常見(jiàn)外供電，因此適用于大型石油天然氣管道工程。使用強(qiáng)大負(fù)電位金屬的陰極防腐被稱作犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)技術(shù)，該技術(shù)可基于電位較負(fù)的金屬實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的持續(xù)保護(hù)，存在低成本、較為簡(jiǎn)單、電流高效率利用、不存在多余干擾等優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)存在土壤電阻率限制使用范圍、驅(qū)動(dòng)電位低等缺點(diǎn)，僅適用于無(wú)電源長(zhǎng)輸管道或廠區(qū)管道;

2.2涂層外防腐技術(shù)

涂層外防腐技術(shù)同樣屬于關(guān)鍵的石油天然氣管道工程防腐技術(shù)，該技術(shù)需要在管道上涂抹防腐材料，通過(guò)隔斷氧氣，提升管道防腐性能，無(wú)機(jī)非金屬涂料技術(shù)、改進(jìn)聚乙烯技術(shù)均屬于常用的石油天然氣管道工程涂層外防腐技術(shù)。無(wú)機(jī)非金屬涂料技術(shù)主要通過(guò)搪瓷或玻璃實(shí)現(xiàn)管道外防腐，通過(guò)在管道外層涂抹無(wú)機(jī)非金屬涂料，阻隔管道與空氣，即可得到始終處于穩(wěn)定狀態(tài)的管道，顯著提升其防腐能力，管道的使用壽命也能夠同時(shí)延長(zhǎng);改進(jìn)聚乙烯技術(shù)屬于近年出現(xiàn)的新型涂層外防腐技術(shù)，聚乙烯二層、聚乙烯三層技術(shù)均屬于其中代表，這類技術(shù)在我國(guó)“西氣東輸”工程中廣泛應(yīng)用。通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料開展基于納米技術(shù)的臨界處理，可得到具備強(qiáng)大防腐性能的改進(jìn)聚乙烯，該材料在防水和防腐蝕方面均有著出色表現(xiàn)。此外，環(huán)氧樹脂漆、煤焦油瓷漆、石油瀝青等同樣可以作為石油天然氣管道工程的外部防腐涂層，不同材料的性能和質(zhì)地差異顯著，因此需要結(jié)合材料條件、土壤性質(zhì)、管道特點(diǎn)針對(duì)性選擇涂層外防腐技術(shù)，更好提升管道的防腐蝕性能。

2.3一體化防腐技術(shù)

石油天然氣管道工程的防腐還可以應(yīng)用一體化防腐技術(shù)，該技術(shù)需要綜合應(yīng)用管端內(nèi)襯不銹鋼管和環(huán)氧粉末防腐，環(huán)氧粉末防腐需要同時(shí)用于石油天然氣管道的內(nèi)壁和外部，內(nèi)壁防腐蝕層的連續(xù)完好可得到保證，進(jìn)而提升整體防腐水平。焊口內(nèi)防腐需要能夠由管端內(nèi)襯不銹鋼管較好滿足，環(huán)氧粉末防腐則能夠同時(shí)滿足管道外壁和內(nèi)部的防腐需要。在技術(shù)的具體應(yīng)用中，需要聚焦噴砂除銹、拋丸除銹等處理，進(jìn)而檢驗(yàn)處理質(zhì)量，在內(nèi)襯不銹鋼后進(jìn)行環(huán)氧粉末的內(nèi)外壁噴涂，最后還需要進(jìn)行涂層質(zhì)量的針對(duì)性檢驗(yàn)。通過(guò)在工廠預(yù)制完成一體化防腐的所有工序，即可保證該技術(shù)更好用于石油天然氣管道工程防腐，粉末涂料和不銹鋼的防腐性能可在這一過(guò)程中真正合為一體，施工效率提升也能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合腐蝕介質(zhì)類別，一體化防腐技術(shù)的應(yīng)用需要針對(duì)性選擇不同材質(zhì)的不銹鋼，管道過(guò)渡區(qū)的耐腐性能可由此提升，具體需要保證內(nèi)封焊部位的涂層覆蓋厚度至少為20mm。為保證一體化防腐技術(shù)應(yīng)用效果，工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)施工必須設(shè)法緊密結(jié)合，焊接工藝的科學(xué)應(yīng)用也不容忽視。

結(jié)論：綜上所述，石油天然氣管道工程防腐需要關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的陰極防腐技術(shù)、涂層外防腐技術(shù)、一體化防腐技術(shù)等內(nèi)容，則直觀展示石油天然氣管道工程防腐路徑。為更好提升防腐性能，相關(guān)探索還應(yīng)聚焦新型防腐技術(shù)的積極應(yīng)用、不同防腐技術(shù)的針對(duì)性選用，保證防腐取得預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬五洲.天然氣輸送管道的腐蝕及對(duì)策[J].云南化工，2021，48（06）：141-143.

作者簡(jiǎn)介：覃寶強(qiáng)，男，出生年月：1992.04;籍貫：廣西河池市，民族：壯族;最高學(xué)歷：大學(xué)本科;目前職稱：助理級(jí);研究方向：石油與天然氣工程儲(chǔ)運(yùn)。