探讨储运防腐方向和需要解决的问题论文_杜晓坤

探讨储运防腐方向和需要解决的问题论文_杜晓坤

中国石化管道储运有限公司新乡输油处 河南新乡 453003

摘要:阐述了油气储运过程中的腐蚀机理,介绍了储运防腐的影响因素,分析油气储运中防腐技术的应用现状,提出其中存在的问题,最后围绕储运防腐方向以及亟待解决的问题进行探讨与研究,希望能够从理论层面上为我国油气储运系统的发展提供一点支持与指导。

关键词:储运;防腐;问题

引言

在社会经济不断发展的背景下,我国城市建设与工业发展对金属资源的需求量越来越大,以石油工业为例,在油气储运中,每年遭受腐蚀而报废的金属构件与设备不占少数,每年由于腐蚀造成的损失达到了国民经济总产值的3%。而在油气储运工程中,金属材料的应用最为广泛,管道防腐问题日益突出,一旦管道发生腐蚀问题,就会带来一系列经济损失,情况严重时还会给人们的生命安全构成严重的威胁。鉴于此,针对油气储运管道防腐工作研究与分析具有重要意义。

一、油气储运过程种的腐蚀机理

金属的电极电位的不同是金属腐蚀的内在原因,腐蚀的类型主要有两种,即化学腐蚀与电化学腐蚀。而管道工程的腐蚀以电化学腐蚀为主。在发生化学反应时,金属的负电位部分作为阳极失去电子而被腐蚀;正电位的部位则作为阴极获得电子而受到保护。这一过程中会有离子离子导电的介质参与,也就是电解质。在铺设钢管的过程中,钢材腐蚀机理有很多种类型,其中氧化铁这种腐蚀产物最为广泛。这种物质相对疏松,并浮在钢铁表面,在腐蚀中不会产生钝化阻碍作用,腐蚀反应并不会因为氧化铁的产生而停止。

二、储运腐蚀的影响因素

1 外部环境因素

大部分油气储运工程所处的环境都比较恶劣,例如地下、海洋等等,随着工程使用年限不断增加,其管道表层的防腐材料逐渐老化并脱落,进而裸露出内部金属材质,在地下水或海水中金属离子的作用之下,腐蚀现象也就相继发生。此外,对于较长的管道而言,由于检测难度较大,因此就算有管道发生腐蚀现象,有时也难以在第一时间内被发现。

2 管道施工因素

在管道施工前期,如果建设部门对管道材料的质量检验工作不到位,那么就会导致施工现场中使用一些质量不达标的材料。尽管这些劣质管道表面没有瑕疵,然而使用寿命却不长,并且防腐性能也十分不理想,与保修年限的抗老化与破裂要求并不符合。此外,在施工过程中,有的施工队伍并严格遵守相关规范标准进行操作,管道保养与管理工作也不甚理想,进而导致管道接口与焊接部位没有达到密实性要求,最终造成后期使用过程中出现大量的油气渗漏事件,使管道腐蚀进程加剧。

3 油气成分因素

石油属于混合物,包含的化学物质种类很多,例如CO2、烃类物质以及硫酸氢等等,在油气储运中,这些物质发生化学反应的可能性很大,并且受到管内高温的影响,这些化学反应将会夹具,如此一来就破坏管道内部金属,进而导致腐蚀现象出现。

三、油气储运中防腐技术的应用现状

1 防腐绝缘层技术

在油气储运过程中,防腐绝缘层技术发挥着重要的作用,该项技术的保护机理主要涉及到三个方面,即阻隔作用、阴极保护作用以及敦化缓蚀作用。其中阻隔作用这一机理发挥着基础性作用。防腐绝缘层的质量在很大程度上与其粘结力与耐老化性能有关。这一技术的应用从最初的石油沥青防腐层、环氧煤沥青防腐涂层到目前的3层PE,现阶段在全球范围内都有着广泛的运用,它对地层环氧粉末加以运用,基于对钢材高附着性、耐阴极玻璃性能以及外层聚乙烯层优异的机械性能,在油气储运中产生着重要的作用与影响。

2 阴极保护技术

为了使防腐效果得到改善,基于对防腐层技术的运用,对阴极保护技术加以利用,能够取得更加理想的防腐效果,并将防腐材料的价值充分发挥出来。阴极保护主要分为两种,即外架电流的阴极保护法与牺牲阳极的阴极保护法。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆前者具有较大的单站保护范围,土壤电阻率对其的限制较小,就算是所处环境条件的腐蚀作用较强,也具有较强的适用性。然而这种方法需要付出较大的一次性成本,并且会干扰周边的地下金属构筑物,同时还要使用外部电源。因此,对于无电源地区或者使用对象规模较小且比较分散,就可以对牺牲阳极的阴极保护法加以运用,这种方法对电流的保护具有较高的利用率,且不会影响到周边地下金属构筑物,在施工技术的便捷性上也具有突出优势。关于阴极保护技术,其原理就是电化学腐蚀,由于管道中发生氧化反应的可能性很大,因此其防腐保护效果相对理想,并且可以有效延长管道的使用年限。

3 缓蚀剂

所谓的缓蚀剂,就是指环境介质中只需要很低的浓度,就可以使金属腐蚀速率降低,以此实现对腐蚀现象的控制的物质。缓蚀剂对用量、投资以及设备的要求不高,并且具有优异的效果。在我国油气储运中,管道防腐工艺技术还针对新型的输油管道缓蚀剂进行了开发,并围绕相应的检测与评价工作进行了尝试。当然,缓蚀剂的使用也具有一定的局限性,其只能在封闭体系中得到应用,如果体系开放,那么就会因为流失而对环境产生负面影响。

四、油气储运过程防腐方向探析

目前,石油沥青、煤焦油瓷漆、环氧煤沥青的应用并不广泛。很多国家与地区开始针对3PE、3PP、FBE等防腐涂层加以尝试与发展,并将阴极保护技术结合到一起使用。聚乙烯防腐涂层的具体工艺涉及到包覆聚乙烯、挤压缠绕聚乙烯以及熔结聚乙烯涂层,近年来一种名为冷缠热熔成型的聚乙烯涂层也得到应用。

在我国经济体制改革不断深入的背景下,科学技术不断发展,管道腐蚀技术的应用也取得了重大突破。近年来,很多陈旧的防腐涂层应用逐渐被淘汰,基于聚乙烯防腐涂层的应用则取得了重大发展,与此同时单一的包覆聚乙烯防腐工艺也取得了一定的突破。

五、油气储运防腐中需要注意的问题

1 如何解决问题

近年来,我国管道防腐技术的运用取得重大突破,然而相较于一些发达国家,在很多方面依然存在较大的差距,例如成本,防腐效果、检测技术、管道寿命评估、补口技术等都没有突出优势。以钢管存在的缺陷为例,需要对质量监控予以强化,提高生产水平;其次,关于管道防腐技术的科研项目,应加大资金投入,对缺陷检测与补伤技术进行完善;再者,企业要加强技术人员队伍建设,着力于高级焊工等人员的培养;此外,在管道管理上,也需要着力于提高效率与质量,促使检修与维护工作的目的性与针对性得到强化;最后,还要求企业强化自身质量意识,努力做好宣传教育工作,不断提升相关人员的职业道德素质,同时对国外先进技术加以借鉴与运用,使自身技术水平得到全面提升。

2 合理选材

油气储运防腐技术的应用过程中,必须重视材料质量的控制。在选材方面,必须围绕管道、防腐绝缘覆盖层、外加电流法中阳极地床以及牺牲阳极保护法中牺牲阳极等采取严格的控制措施。在选择管道时,应对其强度、焊接性能以及韧性予以综合考虑。防腐层则要求具备优异的电绝缘性、耐阴极剥离能力,能够在长时间内电阻率稳定,在机械强度与稳定性方面也要具有突出优势。如果防腐层出现破损情况,其修补应简便、快捷,并且能够有效抵御微生物对其产生的影响。阳极地床与牺牲阳极的选择也要与相关规范标准相符合。

综上所述,自改革开放以来,我国人们物质生活条件得到了极大的改善,在日常生活与工作中对各种自然资源的需求量也越来越大。其中石油天然气资源在我国经济建设与发展中发挥着重要作用,因此,提高石油天然气产量与质量具有重要意义。而在油气储运过程中,在各方面因素的影响之下,管道腐蚀现象十分普遍,这一问题会严重影响到油气质量,情况严重时还会造成严重的安全事故。因此,针对储运防腐技术的运用具有重要意义。

参考文献

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[4]李靖,刘爱迪,张应来等.油气储运中的管道防腐问题研究[J].中国石油和化工标准与质量,2014,(6):272-272.

论文作者:杜晓坤

论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期

论文发表时间:2017/11/1

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