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摘 要:石油管道是资源运输的主要途径,直接关系到资源的运输效率。随着石油工业的发展,社会逐渐提高对石油管道的重视度,特别是管道防腐,积极构建运输石油的稳定环境。针对石油管道防腐,提出有效的工程技术,确保石油管道的优质状态。因此,本文通过对石油管道工程的现状进行研究,分析防腐技术的应用。
关键词:石油资源;管道工程;防腐技术
中图分类号:TE988.2 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)18-0357-01
管道工程是石油资源运输的常用途径,既可以避免石油在运送过程中出现损失,又可以提高石油的运输效率。为保障石油管道的质量价值,必须降低管道腐蚀影响。目前,石油工程建设的过程中,主动利用防腐技术,改善管道运输环境,提高运输水平。基于石油资源的特殊性,重点加强管道防腐的建设力度,做好科学防腐的工作,确保石油管道工程的安全性,稳定管道性能。
1 石油管道腐蚀的原因分析
从实际的情况进行分析,当前石油输送管道采用的是直缝电阻焊钢管、碳素钢无缝钢管和螺旋焊缝钢管,都是较为特殊的钢材结构,有着较为严格的质量、规格和施工要求。铺设石油输送管道一般采用两种方式:①架空;②埋地。根据现场或其他需要进行选择。但无论采用那种铺设方式,金属管道都会同周围的其他介质发生接触,在环境、温度和其他因素的共同作用下发生化学作用或电化学作用,最后引起管道表面发生锈蚀。根据管道腐蚀过程的不同,管道腐蚀的原因可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
(1)化学腐蚀。由物质间发生化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。当金属长时间裸露在空气中时,就会与空气中的氧气、硫化氢、二氧化硫、氯气等发生接触,在金属表面上就会生成氧化物、硫化物或氯化物等。通常,金属管道在干燥和常温的空气里并不容易被腐蚀,但在高温下就容易被氧化,同时还会发生脱碳现象。另一方面,管道中输送的石油品中还含有多种形式的有机硫化物、环烷酸等化学物质,它们的化学特性对金属管道会产生化学腐蚀。
(2)电化学腐蚀。当金属和电解质溶液发生接触时,由电化学作用而引起的腐蚀叫电化学腐蚀。当金属管道与含有水分的大气、土壤、湖泊、海洋等介质发生接触时,介质中含有的二氧化碳、二氧化硫、氯化钠及灰尘都是电解质溶液,而且浓度不同,性质各异。当管道暴露在潮湿空气中时,由于管道表面的吸附作用,就容易使管道表面覆盖上一层极薄的水膜。这时,铁和杂质紧密接触,在铁和杂质之间不断进行电化学反应。铁变成铁离子进入水膜,多余的电子移向杂质,经过反应,生成氢氧化铁,附着在铁表面,形成红褐色铁锈,这样,管道便很快被腐蚀了。
2 石油管道工程的防腐技术
根据石油管道工程发生腐蚀的分类情况,提出可用的防腐技术,确保石油管道的稳定环境,有效防止管道腐蚀。
2.1 阴极防腐技术
阴极防腐技术主要是抑制电化学腐蚀,在电化学腐蚀的多发地带,增设外加电流,转化石油管道在腐蚀反应中的角色,作为阴极端,抑制金属离子转移。主要的保护技术分为两种:①利用直流电,直接通向管道,将腐蚀成功引向阳极,防止管道腐蚀;②控制负电位,采用负性电位比较强的金属,连接在管道外部,遵循金属负电位>管道的原则,促使腐蚀反应发生在负性比较强的金属表面,以此实现管道保护。
2.2 涂层外防腐技术
涂层外防腐技术在管道防腐中比较常用,具备成本适宜、效果明显的特点。涂层外防腐的原理是:阻隔管道与含氧物质的接触,合理利用涂料,完善管道。此技术的防腐效果与技术发展有密切的关系,例举效益比较高的涂层外防腐技术,体现管道防腐的水平。
(1)无机非金属。在传统涂层技术的基础上,利用新技术,提高管道抗腐蚀、抗氧化的能力。将陶瓷类的绝缘涂层,涂刷于管道外壁,稳定管道金属壁,防止化学反应,除此以外,还包括玻璃、搪瓷等涂料,不仅可以防止管道腐蚀,还可以避免管道磨损,此技术的应用逐渐成熟,在钢制材料石油管道中应用最为广泛,防腐的效果非常明显,延长管道的使用寿命。
(2)环氧涂层。此技术比较复杂,首先需要配合涂料,合理搭配环氧材料、粘合剂以及复合材料等,融合成新型涂料,体现高性能的机械特点,基本可以用于各类材质的石油管道,属于先进技术,防腐蚀能力较好。
(3)改性涂层。利用纳米技术,临界与有机和无机材料,实行充分改进后,用于石油管道,体现抗水、防腐能力。
2.3 缓蚀防腐技术
缓蚀技术是管道防腐最基础的方式,直接在石油管道工程施工时,增加缓蚀剂具备防腐特性的试剂,避免石油管道受化学反应的影响,出现腐蚀,还可抵抗环境辐射,缓蚀剂不能完成主体防腐,所以其在防腐技术中属于辅助性的,在延缓管道腐蚀的基础上,配合其他防腐技术,完成管道防腐。
2.4 内部防腐技术
由于运输石油的质量存在差异,石油内各物质的含量程度不同,对内部管道造成一定的腐蚀,利用内部防腐技术,确保内管道稳定。对石油内部管道实行耐油防腐处理,此类涂料稳定性强,既不会对运输石油产生影响,也不会造成管道污染,强化内管道的性能。实际工程中,确保底材工艺完成后,进行除锈,达到相关标准后,涂抹耐油材料,根据石油管道的具体情况,确定耐油厚度,避免影响内部空间。
3 石油管道工程防腐技术的发展
目前,针对石油管道工程的防腐处理,主要是利用科学的防腐技术,在石油管道使用或施工的过程中,给予防腐干预,一旦防腐技术出现问题,同样不能抑制腐蚀发生,而且防腐技术对化学腐蚀和电化学腐蚀效果明显,在生物腐蚀方面并没有体现高效性,只能单纯阻挡生物与管道接触,无法避免防腐技术自身的影响。
4 结束语
防腐技术著实提高石油管道工程的稳定能力,避免石油运送受到腐蚀干扰,同时避免石油本身对管道的影响。防腐技术在使用与发展的过程中,表现出成熟状态,发挥防腐效益,营造安全的管道环境。随着石油事业的开发,管道防腐上面临巨大压力,必须借助科学技术的支持,才可体现管道防腐的明显效果,优化管道环境。
参考文献
[1]漆 萍.我国石油管道防腐技术取得新突破[J].炼油技术与工程,2011(04):23~25.
[2]吴 青.浅议油气输送管道腐蚀的原因及防腐蚀措施[J].科技资讯,2012(09):118.
收稿日期:2018-5-24
关键词:石油资源;管道工程;防腐技术
中图分类号:TE988.2 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)18-0357-01
管道工程是石油资源运输的常用途径,既可以避免石油在运送过程中出现损失,又可以提高石油的运输效率。为保障石油管道的质量价值,必须降低管道腐蚀影响。目前,石油工程建设的过程中,主动利用防腐技术,改善管道运输环境,提高运输水平。基于石油资源的特殊性,重点加强管道防腐的建设力度,做好科学防腐的工作,确保石油管道工程的安全性,稳定管道性能。
1 石油管道腐蚀的原因分析
从实际的情况进行分析,当前石油输送管道采用的是直缝电阻焊钢管、碳素钢无缝钢管和螺旋焊缝钢管,都是较为特殊的钢材结构,有着较为严格的质量、规格和施工要求。铺设石油输送管道一般采用两种方式:①架空;②埋地。根据现场或其他需要进行选择。但无论采用那种铺设方式,金属管道都会同周围的其他介质发生接触,在环境、温度和其他因素的共同作用下发生化学作用或电化学作用,最后引起管道表面发生锈蚀。根据管道腐蚀过程的不同,管道腐蚀的原因可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
(1)化学腐蚀。由物质间发生化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。当金属长时间裸露在空气中时,就会与空气中的氧气、硫化氢、二氧化硫、氯气等发生接触,在金属表面上就会生成氧化物、硫化物或氯化物等。通常,金属管道在干燥和常温的空气里并不容易被腐蚀,但在高温下就容易被氧化,同时还会发生脱碳现象。另一方面,管道中输送的石油品中还含有多种形式的有机硫化物、环烷酸等化学物质,它们的化学特性对金属管道会产生化学腐蚀。
(2)电化学腐蚀。当金属和电解质溶液发生接触时,由电化学作用而引起的腐蚀叫电化学腐蚀。当金属管道与含有水分的大气、土壤、湖泊、海洋等介质发生接触时,介质中含有的二氧化碳、二氧化硫、氯化钠及灰尘都是电解质溶液,而且浓度不同,性质各异。当管道暴露在潮湿空气中时,由于管道表面的吸附作用,就容易使管道表面覆盖上一层极薄的水膜。这时,铁和杂质紧密接触,在铁和杂质之间不断进行电化学反应。铁变成铁离子进入水膜,多余的电子移向杂质,经过反应,生成氢氧化铁,附着在铁表面,形成红褐色铁锈,这样,管道便很快被腐蚀了。
2 石油管道工程的防腐技术
根据石油管道工程发生腐蚀的分类情况,提出可用的防腐技术,确保石油管道的稳定环境,有效防止管道腐蚀。
2.1 阴极防腐技术
阴极防腐技术主要是抑制电化学腐蚀,在电化学腐蚀的多发地带,增设外加电流,转化石油管道在腐蚀反应中的角色,作为阴极端,抑制金属离子转移。主要的保护技术分为两种:①利用直流电,直接通向管道,将腐蚀成功引向阳极,防止管道腐蚀;②控制负电位,采用负性电位比较强的金属,连接在管道外部,遵循金属负电位>管道的原则,促使腐蚀反应发生在负性比较强的金属表面,以此实现管道保护。
2.2 涂层外防腐技术
涂层外防腐技术在管道防腐中比较常用,具备成本适宜、效果明显的特点。涂层外防腐的原理是:阻隔管道与含氧物质的接触,合理利用涂料,完善管道。此技术的防腐效果与技术发展有密切的关系,例举效益比较高的涂层外防腐技术,体现管道防腐的水平。
(1)无机非金属。在传统涂层技术的基础上,利用新技术,提高管道抗腐蚀、抗氧化的能力。将陶瓷类的绝缘涂层,涂刷于管道外壁,稳定管道金属壁,防止化学反应,除此以外,还包括玻璃、搪瓷等涂料,不仅可以防止管道腐蚀,还可以避免管道磨损,此技术的应用逐渐成熟,在钢制材料石油管道中应用最为广泛,防腐的效果非常明显,延长管道的使用寿命。
(2)环氧涂层。此技术比较复杂,首先需要配合涂料,合理搭配环氧材料、粘合剂以及复合材料等,融合成新型涂料,体现高性能的机械特点,基本可以用于各类材质的石油管道,属于先进技术,防腐蚀能力较好。
(3)改性涂层。利用纳米技术,临界与有机和无机材料,实行充分改进后,用于石油管道,体现抗水、防腐能力。
2.3 缓蚀防腐技术
缓蚀技术是管道防腐最基础的方式,直接在石油管道工程施工时,增加缓蚀剂具备防腐特性的试剂,避免石油管道受化学反应的影响,出现腐蚀,还可抵抗环境辐射,缓蚀剂不能完成主体防腐,所以其在防腐技术中属于辅助性的,在延缓管道腐蚀的基础上,配合其他防腐技术,完成管道防腐。
2.4 内部防腐技术
由于运输石油的质量存在差异,石油内各物质的含量程度不同,对内部管道造成一定的腐蚀,利用内部防腐技术,确保内管道稳定。对石油内部管道实行耐油防腐处理,此类涂料稳定性强,既不会对运输石油产生影响,也不会造成管道污染,强化内管道的性能。实际工程中,确保底材工艺完成后,进行除锈,达到相关标准后,涂抹耐油材料,根据石油管道的具体情况,确定耐油厚度,避免影响内部空间。
3 石油管道工程防腐技术的发展
目前,针对石油管道工程的防腐处理,主要是利用科学的防腐技术,在石油管道使用或施工的过程中,给予防腐干预,一旦防腐技术出现问题,同样不能抑制腐蚀发生,而且防腐技术对化学腐蚀和电化学腐蚀效果明显,在生物腐蚀方面并没有体现高效性,只能单纯阻挡生物与管道接触,无法避免防腐技术自身的影响。
4 结束语
防腐技术著实提高石油管道工程的稳定能力,避免石油运送受到腐蚀干扰,同时避免石油本身对管道的影响。防腐技术在使用与发展的过程中,表现出成熟状态,发挥防腐效益,营造安全的管道环境。随着石油事业的开发,管道防腐上面临巨大压力,必须借助科学技术的支持,才可体现管道防腐的明显效果,优化管道环境。
参考文献
[1]漆 萍.我国石油管道防腐技术取得新突破[J].炼油技术与工程,2011(04):23~25.
[2]吴 青.浅议油气输送管道腐蚀的原因及防腐蚀措施[J].科技资讯,2012(09):118.
收稿日期:2018-5-24