談石油管道工程的防腐技術(shù)論文
摘要：管道運(yùn)輸是石油運(yùn)輸?shù)闹饕绞�，管道的運(yùn)行質(zhì)量和安全受腐蝕情況的影響。本文分析了影響石油管道腐蝕的主要因素，介紹了一些常用的防腐技術(shù)，指出了石油管道防腐的主要問題并提出了具體的發(fā)展策略。
關(guān)鍵詞：石油管道；防腐技術(shù)；涂層
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)及城市化發(fā)展，對(duì)能源的需求量與日俱增，石油產(chǎn)量逐年提高[1]。石油主要通過長距離埋地管道運(yùn)輸，管道易受材質(zhì)、土壤環(huán)境、微生物、采出液腐蝕介質(zhì)等因素影響而發(fā)生腐蝕，影響輸油質(zhì)量，還會(huì)發(fā)生原油泄漏，產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，甚至?xí)鸹馂?zāi)和爆炸，給企業(yè)和社會(huì)造成巨大的損失[2]。必須提高石油管道的制造和鋪設(shè)質(zhì)量，發(fā)展石油管道防腐技術(shù)，確保管道性能的穩(wěn)定，保證原油運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量和安全。
1石油管道腐蝕的原因
石油管道的材質(zhì)主要為鋼材，易受環(huán)境溫度、濕度、空氣影響，發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)腐蝕，還會(huì)受石油運(yùn)輸波動(dòng)應(yīng)力的影響，發(fā)生應(yīng)力腐蝕[3]。管道敷設(shè)于土壤中，土壤土質(zhì)情況、電阻率、酸堿度、微生物等因素都會(huì)對(duì)管道造成腐蝕[4]。石油管道腐蝕主要有四種情況：
1.1化學(xué)腐蝕
化學(xué)腐蝕是由于管道表面與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕。管道運(yùn)輸?shù)氖椭械谋樗�、有機(jī)硫化物等化學(xué)物質(zhì)與管道金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，此外，空氣中的氧氣、二氧化硫、硫化氫等氣體還會(huì)與管道金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)，尤其在高溫潮濕環(huán)境下，腐蝕情況更嚴(yán)重。
1.2電化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕是由于管道金屬與電解質(zhì)接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)。土壤、海洋、湖泊及空氣中的水吸附在管道表面形成一層水膜，空氣中的二氧化碳、二氧化硫溶解在水膜中形成電解質(zhì)溶液。在溶于電解質(zhì)中的雜質(zhì)的作用下，管道中的鐵元素作為陽極失電子生成鐵離子，鐵離子生成覆蓋在金屬表面上的鐵的氧化物，從而發(fā)生了腐蝕。
1.3微生物腐蝕
微生物腐蝕是指土壤中存在的真菌、硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌、硫氧化菌、腐生菌等微生物，與管道接觸與并與金屬發(fā)生反應(yīng)，其形成代謝的產(chǎn)物能改變管道金屬的理化性質(zhì)，引起材料的腐蝕。微生物腐蝕幾乎可以在所有環(huán)境中發(fā)生，在金屬材料的腐蝕破壞中占20%，給石油運(yùn)輸行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。1.4金屬材料不均勻性石油管道的金屬材料由于焊接等加工過程造成不均勻性，新管與舊管之間、原管道與改造后的管道之間存在組織和成分的差異，進(jìn)而造成電位差，產(chǎn)生電偶電流，使電位較低的管道溶解速度加快，引起管道的腐蝕。
2石油管道防腐技術(shù)
2.1涂層防腐技術(shù)
涂層防護(hù)技術(shù)是通過在石油管道內(nèi)部外部涂敷防腐涂層，將管道金屬與易與之發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)隔離，從而保護(hù)管道，防止發(fā)生腐蝕。主要有三種涂層技術(shù)，第一種是無機(jī)非金屬防腐涂層，包括陶瓷涂層、玻璃涂層、搪瓷涂層等，具有較好的耐磨性，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，能耐高溫。第二種是環(huán)氧粉末涂層，由環(huán)氧樹脂、添加劑、固化劑組成，粉末涂料不含液體成分，固化后形成高分子量交聯(lián)結(jié)構(gòu)涂層，附著力強(qiáng)，具有較好的耐磨性能和機(jī)械性能。第三種是三層復(fù)合涂層，由聚乙烯復(fù)合層、膠黏劑層、環(huán)氧粉末層組成，能顯著提高管道的抗磨損能力，涂層的保溫性能好，在低溫下也具有良好的'耐沖擊性和耐腐蝕性。
2.2陰極保護(hù)技術(shù)
石油管道的陰極保護(hù)技術(shù)是指通過電化學(xué)方法，將需要保護(hù)的管道極化，使其電位向負(fù)向移動(dòng)，在環(huán)境介質(zhì)中處于陰極而抑制金屬腐蝕電子的遷移，減弱或避免管道發(fā)生腐蝕的情況。主要包括兩種類型：第一種是外加電流保護(hù)技術(shù)，通過將被保護(hù)的管道與直流電源的負(fù)極相連，把輔助陽極與電源正極相連，使管道成為陰極從而保護(hù)其免受腐蝕。外加電流保護(hù)技術(shù)具有較大的保護(hù)電流和較遠(yuǎn)的保護(hù)距離，是目前長距離管道最主要的保護(hù)方法。第二種是犧牲陽極法，在待保護(hù)的管道上連接一種電位更負(fù)的金屬或合金構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作為正極從而避免腐蝕。
2.3補(bǔ)口技術(shù)
由于管道受焊接熱影響，焊縫兩側(cè)防腐涂層會(huì)被燒焦或脫落，影響腐蝕涂層的防腐性。此外，由于焊接接頭的焊接成分、應(yīng)力、物化性能的不均勻性，使得其成為防腐的重點(diǎn)，對(duì)管道進(jìn)行現(xiàn)場補(bǔ)口，是保證管道防腐質(zhì)量的重要技術(shù)。主要分為兩大類：第一種是膠帶型補(bǔ)口技術(shù)，包括收縮帶補(bǔ)口、冷纏膠帶補(bǔ)口、熱熔膠補(bǔ)口等，如熱復(fù)合型膠帶的冷纏膠帶補(bǔ)口，經(jīng)過除銹、涂底漆、纏補(bǔ)口帶、電火花檢測的補(bǔ)口工序，發(fā)揮出膠帶的保護(hù)作用。第二種是涂敷型補(bǔ)口技術(shù)，主要是熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料，具有較好的耐高溫、耐酸、耐堿能力，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，但抗沖擊能力較差。
2.4緩蝕劑防腐技術(shù)
緩蝕劑防腐技術(shù)指在腐蝕環(huán)境中加少量腐蝕抑制劑，利用該物質(zhì)在管道表面的物化作用，減緩金屬材料的腐蝕速度。緩蝕劑防腐具有用量少、效率高、成本低的特點(diǎn)，可以抑制腐蝕介質(zhì)中發(fā)生腐蝕反應(yīng)。具有高度的選擇性，不同的溫度、濃度、流速等腐蝕條件下所用的緩蝕劑不同，石油管道由多種不同金屬構(gòu)成，需要不同的緩蝕劑進(jìn)行聯(lián)合使用。為達(dá)到最佳的防腐效果，緩蝕劑防腐需要配合其他防腐技術(shù)共同實(shí)施。
3石油管道防腐的問題及發(fā)展策略
3.1石油管道防腐中的問題
我國石油管道防腐技術(shù)水平落后，防腐產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，核心技術(shù)缺失，造成防腐成本過高，發(fā)展進(jìn)程緩慢的現(xiàn)狀。相關(guān)制度建設(shè)不健全，缺乏有效的管理機(jī)制，責(zé)任主體不明。石油管道多是由國家統(tǒng)一鋪設(shè)，但石油管道后期的防腐維護(hù)主要依賴施工單位，其為了最大限度降低成本，盲目追求防腐設(shè)備的使用效率，甚至超負(fù)荷運(yùn)行。防腐設(shè)備更新?lián)Q代慢，缺少系統(tǒng)化配套功能，造成管道防腐質(zhì)量不好，泄漏和爆炸等安全隱患。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不完善，企業(yè)呈現(xiàn)散、小、弱態(tài)勢，一些技術(shù)含量不高的生產(chǎn)廠家，希望通過低價(jià)產(chǎn)品占領(lǐng)市場，擾亂市場秩序，劣幣驅(qū)逐良幣。人員配備方面，石油管道防腐的一線技術(shù)人員不具備系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，工作效率低下，缺乏創(chuàng)新精神。
3.2石油管道防腐的發(fā)展策略
為推進(jìn)石油管道防腐技術(shù)水平的發(fā)展，需要政府加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，明確管道防腐的責(zé)任制度。在施工企業(yè)中配置專業(yè)技術(shù)人員，協(xié)助企業(yè)進(jìn)行管道防腐和維護(hù)工作，并對(duì)管道防腐質(zhì)量水平進(jìn)行監(jiān)督管理，遇到問題直接向相關(guān)部門申請改進(jìn)。明確石油管道防腐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施規(guī)范，建立技術(shù)評(píng)價(jià)和檢測認(rèn)證體系，規(guī)范工藝和產(chǎn)品，提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻，淘汰落后產(chǎn)能。加強(qiáng)財(cái)稅支持力度，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行石油管道防腐新技術(shù)研發(fā)，改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，研發(fā)具有較強(qiáng)防水性、耐磨性、機(jī)械性能、耐沖擊性的防腐涂層，發(fā)展高性能緩蝕劑，如添加咪唑啉的緩蝕劑等，力求突破核心技術(shù)。重視對(duì)石油管道技術(shù)人員職業(yè)技能的培養(yǎng)，除進(jìn)行技術(shù)理論和實(shí)踐操作培訓(xùn)之外，還要加強(qiáng)對(duì)防腐設(shè)備操作規(guī)范、防腐設(shè)備保養(yǎng)制度、防腐施工準(zhǔn)則的培訓(xùn)，設(shè)立相應(yīng)獎(jiǎng)懲機(jī)制，提高員工積極性。重視石油管道防腐行業(yè)人才培養(yǎng)，支持高校防腐專業(yè)發(fā)展，實(shí)施現(xiàn)代學(xué)徒制，開展校企合作，培養(yǎng)兼具專業(yè)技能和創(chuàng)新精神的人才。
4結(jié)論
石油管道是石油運(yùn)輸?shù)闹饕緩�，其質(zhì)量穩(wěn)定性關(guān)系到油氣儲(chǔ)運(yùn)的效率和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。受化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、微生物腐蝕、金屬材料不均勻性的影響，管道易發(fā)生腐蝕，加快發(fā)展涂層防腐技術(shù)、陰極保護(hù)技術(shù)、補(bǔ)口技術(shù)、緩蝕劑防腐技術(shù)等防腐技術(shù)，提高石油管道運(yùn)行質(zhì)量，保障石油運(yùn)輸安全。政府要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，制定防腐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施規(guī)范；鼓勵(lì)企業(yè)科技創(chuàng)新，突破核心技術(shù)；設(shè)立獎(jiǎng)懲機(jī)制，重視技術(shù)人員職業(yè)技能培訓(xùn)；開展校企合作，培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)人才。
參考文獻(xiàn)：
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