孫振偉

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

目前，我國(guó)大部分輸油管道都是埋地的。但土壤會(huì)不同程度地腐蝕金屬管道，泄漏問(wèn)題出現(xiàn)后并不容易被檢測(cè)，也不容易修復(fù)。當(dāng)金屬材料管道與周圍材料相接觸后，會(huì)形成化學(xué)及電化學(xué)的相互作用，導(dǎo)致金屬管道表面腐蝕。這種現(xiàn)象很常見(jiàn)。金屬管材如果被腐蝕后，其機(jī)械性能、色澤和外形等均會(huì)改變，嚴(yán)重影響油品質(zhì)量，或者減少了輸油管道的使用壽命，又或者引起了嚴(yán)重的泄漏污染?？梢钥闯觯饘俑g造成的損失巨大。所以，有必要研究腐蝕問(wèn)題并采取相應(yīng)的預(yù)防方法。

1 輸油管道防腐工作的意義

1.1 提高工作效率

在新形勢(shì)下，輸油管道防腐材料的發(fā)展已成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志和提高石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的核心力量。防腐材料的使用極大提高了石油企業(yè)的效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化利用。對(duì)于傳統(tǒng)輸油管道的防腐，將采取相應(yīng)的隔離措施，確保管道的正常運(yùn)行，促進(jìn)資源的有效利用。隨著防腐材料的發(fā)展，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)和輸油管道投入使用，帶來(lái)了連續(xù)的工藝流程和越來(lái)越少的勞動(dòng)力需求，可以有效地降低勞動(dòng)力成本，同時(shí)提高工作效率和質(zhì)量。

1.2 提高輸油管道的工作效率

輸油管道的發(fā)展必須始終滿足油品輸運(yùn)工作和發(fā)展的實(shí)際需要。防腐方案的選擇必須根據(jù)輸油管道的性能和實(shí)際工作條件，只有結(jié)合輸油管道的有效利用，結(jié)合輸油管道防腐方案的適用情況，才能使輸油管道的效益最大化，提高輸油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在選擇輸油管道防腐方案時(shí)，通過(guò)對(duì)實(shí)際情況的考察，分析相似情況下輸油管道腐蝕問(wèn)題出現(xiàn)的原因，檢查潛在問(wèn)題，從而選用適合的防腐方案確保輸油管道的正常運(yùn)行。合理選用防腐方案可以節(jié)省大量成本。同時(shí)，對(duì)于已建設(shè)的輸油管道，可以分析運(yùn)行參數(shù)、檢測(cè)管道防腐的損耗度，了解輸油管道的當(dāng)前壽命和使用情況，以便進(jìn)行故障檢測(cè)及維護(hù)。

2 輸油管道中腐蝕問(wèn)題出現(xiàn)的原因

2.1 化學(xué)腐蝕

油品并非一個(gè)單純的化學(xué)物質(zhì)，它包括很多不同的物質(zhì)，特別是各種烷烴和硫化物。這種物質(zhì)最易與管道產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而造成腐蝕。而且，一些管道裸露在環(huán)境中，水與其他物質(zhì)的作用與混合都會(huì)造成腐蝕。在這些物質(zhì)中，氧、氯、硫化物等所占比例最大，稱為化學(xué)腐蝕。

2.2 電化學(xué)腐蝕

這種腐蝕現(xiàn)象大多是由電荷運(yùn)動(dòng)所造成的，在日常生活中也十分普遍。因此，由于使用了二次電池而造成的電極腐蝕就是由于電荷運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的腐蝕過(guò)程。更值得注意的是，在油氣輸送系統(tǒng)中，電化學(xué)腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)也較大，因?yàn)樗呛退肿釉诠艿乐械拈L(zhǎng)時(shí)間貯存密切相關(guān)，所以管道的金屬表面很容易受到管道中這些水分子的電化學(xué)腐蝕而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。

2.3 金屬材料的不均勻腐蝕

由于輸油管道的金屬設(shè)計(jì)不均勻，潛在性能不理想，且輸油管道的腐蝕是由電荷運(yùn)動(dòng)引起的，由此金屬材料產(chǎn)生不均勻腐蝕，更加快腐蝕速率。當(dāng)然，這種情況的發(fā)生也與管道建設(shè)周期長(zhǎng)有關(guān)，只有在改造不及時(shí)的情況下才會(huì)發(fā)生上述情況。此外，管道運(yùn)輸過(guò)程中新舊管道的交叉會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)腐蝕因素的移動(dòng)，最終導(dǎo)致管道腐蝕。

3 輸油管道設(shè)備管理維護(hù)措施分析

3.1 添加緩蝕劑

在輸油管道施工中，可以適當(dāng)添加緩蝕劑，這可以極大促進(jìn)輸油管道的防腐能力。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)要求低和應(yīng)用成本低。然而，使用該技術(shù)處理輸油管道存在一些缺陷。這個(gè)過(guò)程非常復(fù)雜，需要大量的維護(hù)工作。此外，輸油管道材料多樣，單一的緩蝕劑不能充分發(fā)揮輸油管道的腐蝕作用。因此，有必要使用多種緩蝕劑，以便對(duì)輸油管道的腐蝕能產(chǎn)生良好的效果。

3.2 涂層保護(hù)技術(shù)

石油瀝青是一個(gè)常用的涂層物質(zhì)，可直接從原油中獲得，其具備成本低、施工簡(jiǎn)便的特性。不過(guò)，如果管材有較大的隔熱性能要求，應(yīng)該采用聚氨酯泡沫聚乙烯護(hù)套材作為外涂膜。外涂膜的防腐可分為改性涂料、無(wú)機(jī)非金屬涂料和環(huán)氧涂膜。無(wú)機(jī)非金屬涂料介質(zhì)大多為陶瓷，當(dāng)涂到管材外壁后，將形成一道耐腐蝕阻隔層。環(huán)氧涂料廣泛用作膠黏劑、復(fù)合材料和環(huán)氧材料，使用領(lǐng)域廣闊，使用結(jié)果很好。改性涂層主要是通過(guò)使用納米技術(shù)，即通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)涂料和有機(jī)涂層的改良與完善，防腐防水性能非常好。在整個(gè)技術(shù)使用流程中，必須按照管道的綜合情況決定的涂料技術(shù)，以最大限度地提高涂層技術(shù)的應(yīng)用效率。

3.3 建立長(zhǎng)輸管道日常維護(hù)制度

為減少長(zhǎng)輸管線的故障率，必須堅(jiān)持分類、分層檢查技術(shù)，形成完備的管理檢查系統(tǒng)。在平時(shí)安裝維修時(shí)，有必要查看管線破損的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損壞，及早采取維修對(duì)策，由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，把安全隱患的風(fēng)險(xiǎn)減至最低。在日常安全保養(yǎng)與檢測(cè)流程中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真對(duì)待每一環(huán)節(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管線運(yùn)行中的異常情況。長(zhǎng)距離管線清掃應(yīng)當(dāng)根據(jù)有關(guān)要求實(shí)施，以便及時(shí)排除故障。

3.4 新型防腐材料

以液態(tài)聚氨酯防腐涂料為例，為了有效控制管道的腐蝕，可采用液態(tài)聚氨酯防腐涂料來(lái)進(jìn)行管道的防腐蝕處理。該涂料是一類雙組分材料，不揮發(fā)，且大部分都以液態(tài)形態(tài)出現(xiàn)。當(dāng)這兩個(gè)部分相互混合時(shí)，涂料就形成了一個(gè)固體厚膜涂料，能夠?qū)崿F(xiàn)澆注和涂抹，從而可以在管子外面產(chǎn)生保護(hù)層，以便更有效地防護(hù)管子。該種涂料還可適用于不同的地質(zhì)條件和自然環(huán)境，從而可以更有效控制管子的質(zhì)量腐蝕。該材料的耐磨性和強(qiáng)度都是最理想的，不至于對(duì)周圍的自然環(huán)境造成影響，其使用優(yōu)勢(shì)明顯。這種材質(zhì)在管線修補(bǔ)和防腐涂料修補(bǔ)方面有著很大的使用優(yōu)勢(shì)，是管線外防腐涂料修補(bǔ)的主要選擇。

3.5 內(nèi)外涂層保護(hù)措施

首先，從我國(guó)目前的管道防腐蝕措施來(lái)看，大多數(shù)將采用雙重防護(hù)，即外防腐蝕涂層與內(nèi)陰極保護(hù)。外防腐層也是埋地管線的第一道防護(hù)屏障，防腐效果可達(dá)95%。如果這個(gè)保護(hù)工作做得不好，會(huì)嚴(yán)重干擾整條管線的工作。常用的外涂保護(hù)措施為三層的聚烯烴結(jié)構(gòu)涂料，一般分為3PE和3PP。在鋼管采用3PE前，必須先通過(guò)中頻感應(yīng)升溫系統(tǒng)，使鋼管表面的熱穩(wěn)定性增加至200~250℃，然后再通過(guò)熔化的環(huán)氧粉末，使涂層防腐面具有超高耐腐蝕的性能，從而全面提高鋼管的抗腐蝕性能。其次，也可以選擇內(nèi)部涂層保護(hù)措施。這段管線運(yùn)輸?shù)氖鞘团c水的混合液。原油中帶有硫化氫、二氧化碳等多種腐蝕性成分。因此改善鋼材耐腐蝕性能的最有效辦法之一就是在管道內(nèi)鋪設(shè)保護(hù)層，能夠拉長(zhǎng)鋼材的壽命，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

4 輸油管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)

4.1 輸油管道防腐層檢測(cè)技術(shù)

有必要針對(duì)輸油管道的防腐工藝的問(wèn)題以及管道防腐測(cè)試工藝的問(wèn)題，分析測(cè)試工作的全面性與準(zhǔn)確度。目前，進(jìn)行管道腐蝕測(cè)試的主要設(shè)備是電流探測(cè)器和電感探測(cè)器。應(yīng)定期拆除并放置探頭，以進(jìn)行稱重和計(jì)算。注意檢查管道材料的腐蝕速度和腐蝕現(xiàn)象，腐蝕處理應(yīng)有一定的依據(jù)。要更高效地監(jiān)測(cè)土壤腐蝕情況，須通過(guò)微觀和統(tǒng)計(jì)的腐蝕探測(cè)儀評(píng)價(jià)和解析觀測(cè)點(diǎn)的腐蝕地貌、腐蝕因子等參數(shù)，以優(yōu)化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，并彌補(bǔ)常規(guī)檢測(cè)的空白。對(duì)外部防腐層的檢查，目前主要使用多頻管電流法。這種測(cè)量技術(shù)，主要通過(guò)變送器在管線中的一個(gè)點(diǎn)給管線提供交流信號(hào)。當(dāng)信號(hào)輸出電流在管線中傳播時(shí)，就會(huì)形成相應(yīng)的電磁場(chǎng)，和管線中的流電量成正比。利用通過(guò)磁場(chǎng)的電流分量，檢測(cè)管道的信號(hào)電壓變化。當(dāng)電流減少時(shí)，表明防腐層受損。同時(shí)，可以通過(guò)不同檢測(cè)點(diǎn)間的距離和電流值檢測(cè)防腐層的質(zhì)量。該測(cè)試技術(shù)也是油氣管線防腐測(cè)試中最為普遍的測(cè)試方式。所用設(shè)備的重量輕，使用簡(jiǎn)單。磁場(chǎng)一般用電流傳感器測(cè)量。

4.2 管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)

相關(guān)的管道腐蝕測(cè)試技術(shù)，包括超聲波內(nèi)部測(cè)試技術(shù)、超聲波導(dǎo)波技術(shù)、鋼管壁厚分析技術(shù)等。超聲醫(yī)學(xué)導(dǎo)波法一般用于固態(tài)物質(zhì)的測(cè)試。固態(tài)物質(zhì)中存在二個(gè)主要的信號(hào)形式，即縱波和橫波。當(dāng)超聲波傳播介質(zhì)被束縛于某一界內(nèi)后，在其邊緣就會(huì)反射超聲波，從而產(chǎn)生超聲導(dǎo)波。在超聲導(dǎo)波的過(guò)程中，導(dǎo)波的傳遞受到了聲音頻譜和材料厚度的共同作用。在碰到與壁厚不同的位置后，能量就會(huì)因?yàn)楸诤竦脑龃蠡驕p小而被反彈回去。隨著管道壁厚的增加，許多特征是軸對(duì)稱的，反射聲缺陷是對(duì)稱的。在腐蝕部位，應(yīng)根據(jù)信號(hào)曲線和頻率的變化來(lái)判斷缺陷的大小和 位置。

4.3 管道腐蝕環(huán)境檢測(cè)技術(shù)

輸油管線通常埋于土層中，所以有必要研究管線附近的土壤環(huán)境，這也是分析外部管線污染并保證管線安全的關(guān)鍵原因。按照石化管線行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，土層的腐蝕速度和電阻率是造成石化管線腐蝕的主要原因。關(guān)于土壤電阻率，按照我國(guó)規(guī)定的主要測(cè)試方式，實(shí)行四級(jí)測(cè)試方式，測(cè)量?jī)x表是接地電阻測(cè)試儀。腐蝕速率測(cè)量方法是電阻法與線性極化法的組合，其測(cè)量方法為電壓感應(yīng)法。

5 輸油管道防腐措施

5.1 堅(jiān)持嚴(yán)格責(zé)任制原則，實(shí)現(xiàn)防腐設(shè)備的更新和檢查

在我國(guó)目前的輸油管道建設(shè)中，有必要提高輸油管道的防腐效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，相關(guān)部門應(yīng)嚴(yán)格履行職責(zé)。一些舊設(shè)備必須及時(shí)修理和檢查，設(shè)備維護(hù)必須報(bào)告。為了延長(zhǎng)輸油管道防腐設(shè)備的使用壽命，有關(guān)部門應(yīng)密切關(guān)注輸油管道防腐裝備存在的問(wèn)題，找出并解決可持續(xù)發(fā)展中的問(wèn)題，檢查和更換輸油管道接頭，防止腐蝕。為了避免電流過(guò)載運(yùn)行，有必要定期檢查輸油管道防腐設(shè)備的所有部件，以最大限度地延長(zhǎng)輸油管道防腐裝置的使用壽命。

5.2 建立健全石油管道防腐管理機(jī)制

為增長(zhǎng)輸油管道防腐設(shè)施的壽命，在輸油管道防腐工程施工過(guò)程中應(yīng)搞好設(shè)備保養(yǎng)。因此，為解決輸油管道的防腐蝕問(wèn)題，應(yīng)該定時(shí)地對(duì)管道的防腐蝕設(shè)施進(jìn)行保養(yǎng)，以增加防腐蝕設(shè)施的壽命。輸油管道防腐設(shè)備的有效性直接關(guān)乎著經(jīng)濟(jì)效益的有效性，所以，可以通過(guò)定期地對(duì)其職工開(kāi)展專業(yè)知識(shí)教育和技術(shù)訓(xùn)練，讓員工全面掌握石化管線防腐設(shè)備的保養(yǎng)常識(shí)，并需要在監(jiān)測(cè)過(guò)程中定期維護(hù)這些人員的知識(shí)，監(jiān)測(cè)期間發(fā)生異常操作，程序需要進(jìn)行提示。除改善油氣管線的防腐特性之外，還能夠保證油氣管道工程的安全進(jìn)行，避免泄漏導(dǎo)致的資金損失，從而提高油氣行業(yè)的整體效益。

5.3 嚴(yán)格遵守輸油管道防腐設(shè)備操作規(guī)程

確保操作員自己的行為準(zhǔn)則。相關(guān)人員需要規(guī)范輸油管道設(shè)備的制造步驟，特別是輸油管道防腐設(shè)備的操作步驟，使輸油管道防腐裝置能夠正常運(yùn)行。相關(guān)部門應(yīng)重視輸油管道防腐設(shè)備的維護(hù)，不斷完善輸油管道防腐裝備方案，及時(shí)更換輸油管道接頭。此外，員工必須嚴(yán)格執(zhí)行，提高輸油管道防腐設(shè)備的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益，確定施工目標(biāo)。同時(shí)，提高輸油管道防腐設(shè)備的運(yùn)行水平，提高我國(guó)石油企業(yè)的整體效率水平。此外，管道安裝時(shí)有許多輔助設(shè)備，這些設(shè)備的維護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)操作將使管道安裝工作更加順利。

5.4 引入新技術(shù)，徹底提高耐腐蝕性

由于我國(guó)石油工業(yè)起步較晚，人們更加關(guān)注石油開(kāi)采過(guò)程中石油開(kāi)采帶來(lái)的效率問(wèn)題，對(duì)石油管道防腐的研究和認(rèn)識(shí)不夠深入，在這一領(lǐng)域的技術(shù)水平略低于國(guó)外。因此，在確保我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上，可以引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，也可進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)，找到專業(yè)教授來(lái)指導(dǎo)我國(guó)的石油管理和防腐工作，并提供相應(yīng)的建議，以便最大限度地利用我國(guó)的石油技術(shù)。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的發(fā)展速度對(duì)國(guó)際社會(huì)產(chǎn)生了一定的影響。它可以吸引人才開(kāi)展輸油管道防腐工作，吸引外國(guó)人引進(jìn)新技術(shù)，極大提高我國(guó)輸油管道的建設(shè)水平。

6 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)輸油管道的防腐技術(shù)進(jìn)行分析，并深入探究了輸油管道的腐蝕原因。到目前為止，國(guó)內(nèi)輸油管道防腐技術(shù)還不完善，各個(gè)領(lǐng)域都存在不同程度的問(wèn)題。只有在輸油管道防腐工作中不斷實(shí)施新技術(shù)措施的基礎(chǔ)上，才能知道什么樣的防腐技術(shù)措施在實(shí)際工作過(guò)程中更加靈活，在一定程度上促進(jìn)管道的穩(wěn)定性和安全性，從而有效控制輸油管道在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中因腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失。石油作為不可再生資源，是國(guó)家發(fā)展的重要戰(zhàn)略物資，也是工作發(fā)展的基礎(chǔ)原料，所以，加強(qiáng)輸油管道防腐技術(shù)的不斷提升，實(shí)現(xiàn)高效率的石油開(kāi)采對(duì)于我國(guó)各方面綜合實(shí)力的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。