关于石油管道工程的防腐技术的探析

摘 要：目前,在石油运输方式上主要是采用管道运输方式,由于石油易爆易燃,所以积极做好管道安全运输工作非常重要,特别是石油管道的防腐工作.为此,本文针对造成石油管道发生腐蚀的原因进行分析,指出了管道防腐技术,从而促进石油管道防腐工作的开展,确保石油管道实现安全运输.

关 键 词：化学腐蚀防腐阴极保护石油管道

当前,石油运输是通过管道进行运输,其具有低耗、自动化程度高、高效的特点,能实现连续运输[1].因石油物质具有易爆易燃、有毒以及高能高压的特点,要求石油运输管道具备较高的耐腐蚀性能以及较好的安全性.所以,针对石油管道运输工作进行科学管理,并积极采取有效的防腐技术,从而确保石油实现安全运输.

一、分析石油管道发生腐蚀的相关原因

当前,石油运输管道设备材料类型有螺旋焊缝钢管材料、直缝电阻焊钢管材料以及碳化无缝钢管材料等.这些材料都属于金属材料,并且还具备一定的特殊性,在规格方面也具有严格要求.在对石油管道进行铺设过程中,通常是采用架空以及埋地两种方式,不管是采用何种方法,这些金属管道设备都会与周边的一些介质存在某些反应,或者是受到外界例如温度、湿度等因素的影响,使石油管道遭受腐蚀.

1.石油管道发生电化学腐蚀

金属材料在电解质溶液中由于发生一些特殊反应而导致金属腐蚀,这称为电化学腐蚀.如果金属管道处于河流、湖泊或是水分多的空气介质中,存在于这些介质中的多种NaCl等电解质溶液,可以在石油管道外表生产薄水膜[2].金属管道就会与水膜层中的物质发生电化学反应,管道中的金属物质可转变为金属离子,从而进入水膜层中发生反应生产金属氢氧化物.最终导致金属具有的化学性发生变化,造成管道腐蚀情况.

2.石油管道发生化学腐蚀

这种腐蚀类型指2种或是2种以上的物质之间出现化学作用而造成腐蚀情况.如果金属管道长时间暴露在外界,与空气长时间接触,其就会和存在于空气中的CO2、O2、SO2等发生化学反应,从而在石油管道外表生产一层硫化物或者是氧化物.由于金属管道容易在潮湿、高温条件下发生化学作用,有可能还会出现脱碳情况,从而对金属管道产生危害,影响石油安全运输工作.另外,石油中也含有多种具有酸性的物质以及其他有机物质,这些物质也会与金属管道发生反应导致管道腐蚀,从而对管道设备造成破坏.

3.管道发生微生物腐蚀反应

由于存在真菌以及细菌,加上其产生的一些特殊活动而是金属设备发生腐蚀,此称为微生物腐蚀.相关试验研究表明,石油管道外部产生的腐蚀沉积物质,有大约27%与金属发生微生物腐蚀作用相关[3].这种情况会出现在金属管道埋设中,金属埋在地下时,土壤中含有金属还原菌、真菌、细菌以及硫酸盐还原菌等,其会造成金属管道发生腐蚀情况,从而对管道造成破坏作用.微生物腐蚀容易造成裂缝腐蚀以及点腐蚀,造成管道外部腐蚀沉积严重,这也是管道需要更换的一个重要影响因素.

二、分析石油管道设备的一些防腐技术

1.采用阴极保护技术

采用涂层方式是把金属管道和外界环境相互隔离开,只能起到物理阻隔的作用,有时候会因为涂层不充分而存在针孔情况.如果涂层存在破损情况,就会出现破损部位（小阳极）与覆盖部位（大阴极）的腐蚀电池,导致腐蚀作用集中在管道破损位置,加快了金属管道的点腐蚀作用.另外,单纯使用阴极保护技术所需成本较大,获得防腐效果不好,所以如果采用涂层结合阴极保护技术就能获得良好的防腐作用.

所谓阴极保护技术就是指对被腐蚀的金属管道外表加入外加电流,从而使管道充当阴极,帮助抑制金属腐蚀作用而造成的电子迁移活动,从而控制金属腐蚀情况出现.其中阴极保护技术包括外加电流阴极保护技术以及牺牲阳极阴极保护技术两种.

2.1外加电流阴极保护措施

通过在回路中提供直流电,辅助阳极作用,使直流电进入被保护的金属管道,将该金属管道转变为腐蚀电池的阴极,实现保护金属管道的目的.这种保护措施对于外界环境没有严格要求,能长时间保护金属管道设备.在实际石油运输管道设备防腐工作中,一般选择外加电流阴极保护技术.实际工作中如果采用这种防腐技术,需要积极做好金属管道设备的绝缘处理,预防发生管道电流损失情况.

2.2牺牲阳极阴极保护技术

这种防腐技术是利用电位低于被保护金属管道的合金、金属物质与被保护管道金属电性相连接,从而利用低负电位金属发生腐蚀作用所形成的电流来起到保护金属管道的目的.这种防腐措施所需成本费用比较少,并且操作简便,而且不用进行特殊维护,但是这种方法适合使用的范围相对比较小.

2.采用涂层防腐技术

这种防腐技术是通过在管道外表涂上防腐涂层,并在管道内壁涂上减阻涂层,从而起到防腐作用.在进行涂层工作之前,都需要对管道设备表面进行除锈、脱脂特殊处理,然后才能进行涂层,帮助提高涂层的使用时间.常规涂层防腐技术分为胶带防腐涂层、环氧煤沥青涂层等其他涂层技术.常规涂层技术使用时会受到一定的限制,例如胶带防腐涂层措施不适合应用在高温环境下.为了满足实际工作需要,近年来新型涂层技术也逐渐被应用在了实际工作中.

2.1无机非金属防腐涂层技术

这种涂层技术不同于常规涂层技术,其具有抗高温、耐腐蚀以及耐氧化的优势.无机非金属防腐涂层包括有搪瓷涂层技术、玻璃涂层技术以及玻璃涂层技术.其中搪瓷涂层技术能发挥良好的耐腐蚀作用,多数应用在钢制石油管道中.玻璃涂层技术因具有较好的耐磨性以及致密性,一般适合应用在内部涂层中.另外玻璃涂层技术能起到良好的耐腐蚀作用,其具备较强的化学稳定性能,现在陶瓷涂层技术相对比较成熟,因此在实际工作中也得到了较多应用.

2.2E防腐涂层技术

这种防腐涂层技术包括外层使用聚乙烯复合材料、中层采用胶结剂材料,而内层选用环氧粉末,一般应用在外壁防腐保护中.其具备良好的防腐性能以及机械性能,也是当前使用的比较先进的防腐措施之一.

2.3无溶剂环氧涂层技术

这种防腐涂层技术大部分应用在管道内部的防腐.石油中一般都会含有某些杂质,其会与管道内壁金属发生作用而造成腐蚀情况.因此可以在内壁涂预防腐蚀作用的涂料,而无溶剂环氧涂层不会对石油造成污染,并且稳定性良好,还能减少石油与管道之间的摩擦阻力.

三、小结

总之,石油管道工程的安全性以及防腐工作直接关系着石油运输工作的安全性.由于石油管道会受到外界因素、石油因素等多种因素的影响,导致管道发生腐蚀作用,从而对管道设备造成破坏.所以,积极研究预防管道腐蚀的相关技术措施,对于提高石油管道的防腐效果有着积极意义.