输油管道防腐技术与措施

孙振伟

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

目前，我国大部分输油管道都是埋地的。但土壤会不同程度地腐蚀金属管道，泄漏问题出现后并不容易被检测，也不容易修复。当金属材料管道与周围材料相接触后，会形成化学及电化学的相互作用，导致金属管道表面腐蚀。这种现象很常见。金属管材如果被腐蚀后，其机械性能、色泽和外形等均会改变，严重影响油品质量，或者减少了输油管道的使用寿命，又或者引起了严重的泄漏污染。可以看出，金属腐蚀造成的损失巨大。所以，有必要研究腐蚀问题并采取相应的预防方法。

1.1 提高工作效率

在新形势下，输油管道防腐材料的发展已成为推动社会进步的重要标志和提高石油企业经济效益的核心力量。防腐材料的使用极大提高了石油企业的效率和质量，实现了资源的优化利用。对于传统输油管道的防腐，将采取相应的隔离措施，确保管道的正常运行，促进资源的有效利用。随着防腐材料的发展，越来越多的先进技术和输油管道投入使用，带来了连续的工艺流程和越来越少的劳动力需求，可以有效地降低劳动力成本，同时提高工作效率和质量。

1.2 提高输油管道的工作效率

输油管道的发展必须始终满足油品输运工作和发展的实际需要。防腐方案的选择必须根据输油管道的性能和实际工作条件，只有结合输油管道的有效利用，结合输油管道防腐方案的适用情况，才能使输油管道的效益最大化，提高输油企业的经济效益。在选择输油管道防腐方案时，通过对实际情况的考察，分析相似情况下输油管道腐蚀问题出现的原因，检查潜在问题，从而选用适合的防腐方案确保输油管道的正常运行。合理选用防腐方案可以节省大量成本。同时，对于已建设的输油管道，可以分析运行参数、检测管道防腐的损耗度，了解输油管道的当前寿命和使用情况，以便进行故障检测及维护。

2.1 化学腐蚀

油品并非一个单纯的化学物质，它包括很多不同的物质，特别是各种烷烃和硫化物。这种物质最易与管道产生化学反应而造成腐蚀。而且，一些管道裸露在环境中，水与其他物质的作用与混合都会造成腐蚀。在这些物质中，氧、氯、硫化物等所占比例最大，称为化学腐蚀。

2.2 电化学腐蚀

这种腐蚀现象大多是由电荷运动所造成的，在日常生活中也十分普遍。因此，由于使用了二次电池而造成的电极腐蚀就是由于电荷运动而产生的腐蚀过程。更值得注意的是，在油气输送系统中，电化学腐蚀的风险也较大，因为它是和水分子在管道中的长时间贮存密切相关，所以管道的金属表面很容易受到管道中这些水分子的电化学腐蚀而产生化学反应。

2.3 金属材料的不均匀腐蚀

由于输油管道的金属设计不均匀，潜在性能不理想，且输油管道的腐蚀是由电荷运动引起的，由此金属材料产生不均匀腐蚀，更加快腐蚀速率。当然，这种情况的发生也与管道建设周期长有关，只有在改造不及时的情况下才会发生上述情况。此外，管道运输过程中新旧管道的交叉会导致相应腐蚀因素的移动，最终导致管道腐蚀。

3.1 添加缓蚀剂

在输油管道施工中，可以适当添加缓蚀剂，这可以极大促进输油管道的防腐能力。这种方法的主要优点是技术要求低和应用成本低。然而，使用该技术处理输油管道存在一些缺陷。这个过程非常复杂，需要大量的维护工作。此外，输油管道材料多样，单一的缓蚀剂不能充分发挥输油管道的腐蚀作用。因此，有必要使用多种缓蚀剂，以便对输油管道的腐蚀能产生良好的效果。

3.2 涂层保护技术

石油沥青是一个常用的涂层物质，可直接从原油中获得，其具备成本低、施工简便的特性。不过，如果管材有较大的隔热性能要求，应该采用聚氨酯泡沫聚乙烯护套材作为外涂膜。外涂膜的防腐可分为改性涂料、无机非金属涂料和环氧涂膜。无机非金属涂料介质大多为陶瓷，当涂到管材外壁后，将形成一道耐腐蚀阻隔层。环氧涂料广泛用作胶黏剂、复合材料和环氧材料，使用领域广阔，使用结果很好。改性涂层主要是通过使用纳米技术，即通过对无机涂料和有机涂层的改良与完善，防腐防水性能非常好。在整个技术使用流程中，必须按照管道的综合情况决定的涂料技术，以最大限度地提高涂层技术的应用效率。

3.3 建立长输管道日常维护制度

为减少长输管线的故障率，必须坚持分类、分层检查技术，形成完备的管理检查系统。在平时安装维修时，有必要查看管线破损的情况，及时发现损坏，及早采取维修对策，由被动变为主动，把安全隐患的风险减至最低。在日常安全保养与检测流程中，应当认真对待每一环节，及时发现管线运行中的异常情况。长距离管线清扫应当根据有关要求实施，以便及时排除故障。

3.4 新型防腐材料

以液态聚氨酯防腐涂料为例，为了有效控制管道的腐蚀，可采用液态聚氨酯防腐涂料来进行管道的防腐蚀处理。该涂料是一类双组分材料，不挥发，且大部分都以液态形态出现。当这两个部分相互混合时，涂料就形成了一个固体厚膜涂料，能够实现浇注和涂抹，从而可以在管子外面产生保护层，以便更有效地防护管子。该种涂料还可适用于不同的地质条件和自然环境，从而可以更有效控制管子的质量腐蚀。该材料的耐磨性和强度都是最理想的，不至于对周围的自然环境造成影响，其使用优势明显。这种材质在管线修补和防腐涂料修补方面有着很大的使用优势，是管线外防腐涂料修补的主要选择。

3.5 内外涂层保护措施

首先，从我国目前的管道防腐蚀措施来看，大多数将采用双重防护，即外防腐蚀涂层与内阴极保护。外防腐层也是埋地管线的第一道防护屏障，防腐效果可达95%。如果这个保护工作做得不好，会严重干扰整条管线的工作。常用的外涂保护措施为三层的聚烯烃结构涂料，一般分为3PE和3PP。在钢管采用3PE前，必须先通过中频感应升温系统，使钢管表面的热稳定性增加至200~250℃，然后再通过熔化的环氧粉末，使涂层防腐面具有超高耐腐蚀的性能，从而全面提高钢管的抗腐蚀性能。其次，也可以选择内部涂层保护措施。这段管线运输的是石油与水的混合液。原油中带有硫化氢、二氧化碳等多种腐蚀性成分。因此改善钢材耐腐蚀性能的最有效办法之一就是在管道内铺设保护层，能够拉长钢材的寿命，经济实惠。

4.1 输油管道防腐层检测技术

有必要针对输油管道的防腐工艺的问题以及管道防腐测试工艺的问题，分析测试工作的全面性与准确度。目前，进行管道腐蚀测试的主要设备是电流探测器和电感探测器。应定期拆除并放置探头，以进行称重和计算。注意检查管道材料的腐蚀速度和腐蚀现象，腐蚀处理应有一定的依据。要更高效地监测土壤腐蚀情况，须通过微观和统计的腐蚀探测仪评价和解析观测点的腐蚀地貌、腐蚀因子等参数，以优化监测网络，并弥补常规检测的空白。对外部防腐层的检查，目前主要使用多频管电流法。这种测量技术，主要通过变送器在管线中的一个点给管线提供交流信号。当信号输出电流在管线中传播时，就会形成相应的电磁场，和管线中的流电量成正比。利用通过磁场的电流分量，检测管道的信号电压变化。当电流减少时，表明防腐层受损。同时，可以通过不同检测点间的距离和电流值检测防腐层的质量。该测试技术也是油气管线防腐测试中最为普遍的测试方式。所用设备的重量轻，使用简单。磁场一般用电流传感器测量。

4.2 管道腐蚀检测技术

相关的管道腐蚀测试技术，包括超声波内部测试技术、超声波导波技术、钢管壁厚分析技术等。超声医学导波法一般用于固态物质的测试。固态物质中存在二个主要的信号形式，即纵波和横波。当超声波传播介质被束缚于某一界内后，在其边缘就会反射超声波，从而产生超声导波。在超声导波的过程中，导波的传递受到了声音频谱和材料厚度的共同作用。在碰到与壁厚不同的位置后，能量就会因为壁厚的增大或减小而被反弹回去。随着管道壁厚的增加，许多特征是轴对称的，反射声缺陷是对称的。在腐蚀部位，应根据信号曲线和频率的变化来判断缺陷的大小和 位置。

4.3 管道腐蚀环境检测技术

输油管线通常埋于土层中，所以有必要研究管线附近的土壤环境，这也是分析外部管线污染并保证管线安全的关键原因。按照石化管线行业的有关标准，土层的腐蚀速度和电阻率是造成石化管线腐蚀的主要原因。关于土壤电阻率，按照我国规定的主要测试方式，实行四级测试方式，测量仪表是接地电阻测试仪。腐蚀速率测量方法是电阻法与线性极化法的组合，其测量方法为电压感应法。

5.1 坚持严格责任制原则，实现防腐设备的更新和检查

在我国目前的输油管道建设中，有必要提高输油管道的防腐效果，及时发现和解决问题，相关部门应严格履行职责。一些旧设备必须及时修理和检查，设备维护必须报告。为了延长输油管道防腐设备的使用寿命，有关部门应密切关注输油管道防腐装备存在的问题，找出并解决可持续发展中的问题，检查和更换输油管道接头，防止腐蚀。为了避免电流过载运行，有必要定期检查输油管道防腐设备的所有部件，以最大限度地延长输油管道防腐装置的使用寿命。

5.2 建立健全石油管道防腐管理机制

为增长输油管道防腐设施的寿命，在输油管道防腐工程施工过程中应搞好设备保养。因此，为解决输油管道的防腐蚀问题，应该定时地对管道的防腐蚀设施进行保养，以增加防腐蚀设施的寿命。输油管道防腐设备的有效性直接关乎着经济效益的有效性，所以，可以通过定期地对其职工开展专业知识教育和技术训练，让员工全面掌握石化管线防腐设备的保养常识，并需要在监测过程中定期维护这些人员的知识，监测期间发生异常操作，程序需要进行提示。除改善油气管线的防腐特性之外，还能够保证油气管道工程的安全进行，避免泄漏导致的资金损失，从而提高油气行业的整体效益。

5.3 严格遵守输油管道防腐设备操作规程

确保操作员自己的行为准则。相关人员需要规范输油管道设备的制造步骤，特别是输油管道防腐设备的操作步骤，使输油管道防腐装置能够正常运行。相关部门应重视输油管道防腐设备的维护，不断完善输油管道防腐装备方案，及时更换输油管道接头。此外，员工必须严格执行，提高输油管道防腐设备的运行效率和经济效益，确定施工目标。同时，提高输油管道防腐设备的运行水平，提高我国石油企业的整体效率水平。此外，管道安装时有许多辅助设备，这些设备的维护和标准操作将使管道安装工作更加顺利。

5.4 引入新技术，彻底提高耐腐蚀性

由于我国石油工业起步较晚，人们更加关注石油开采过程中石油开采带来的效率问题，对石油管道防腐的研究和认识不够深入，在这一领域的技术水平略低于国外。因此，在确保我国现有技术进步的基础上，可以引进国外先进技术，也可进行先进技术的学习，找到专业教授来指导我国的石油管理和防腐工作，并提供相应的建议，以便最大限度地利用我国的石油技术。改革开放以来，我国的发展速度对国际社会产生了一定的影响。它可以吸引人才开展输油管道防腐工作，吸引外国人引进新技术，极大提高我国输油管道的建设水平。

对输油管道的防腐技术进行分析，并深入探究了输油管道的腐蚀原因。到目前为止，国内输油管道防腐技术还不完善，各个领域都存在不同程度的问题。只有在输油管道防腐工作中不断实施新技术措施的基础上，才能知道什么样的防腐技术措施在实际工作过程中更加灵活，在一定程度上促进管道的稳定性和安全性，从而有效控制输油管道在实际运行过程中因腐蚀而造成的经济损失。石油作为不可再生资源，是国家发展的重要战略物资，也是工作发展的基础原料，所以，加强输油管道防腐技术的不断提升，实现高效率的石油开采对于我国各方面综合实力的发展有着积极的促进作用。