摘 要:石油管道防腐蚀技术对石油管道质量具有重要影响,管道腐蚀是导致石油管道质量下降的主要因素,因此做好石油管道防腐蚀工作,是保障石油管道质量的基础,更是提高石油管道运输安全性的关键。基于此,本文阐述了石油管道腐蚀原因,对石油管道外防腐技术的现状及其发展趋势进行了探讨分析。
关键词:石油管道;腐蚀原因;外防腐层技术;现状;发展趋势
1 石油管道腐蚀原因的分析
目前石油运输管道采用的材料主要是一些金属材质的管道,它们的规格有着严格限制,在目前来说,石油管道主要存在埋地和架空两种主要铺设方式。在一定的环境、温度条件下,无论是埋地还是架空的铺设方式,金属管道都会和周围的介质发生化学反应,造成石油管道腐蚀。腐蚀的主要原因是化学反应引起的腐蚀、电化学腐蚀以及由于微生物引起的腐蚀。
2 石油管道外防腐技术的现状分析
目前石油管道防腐涂层保护与阴极保护系统的联合作用为主要石油管道防腐技术,且被国内外广泛用于埋地管道的腐蚀控制。涂层作为腐蚀控制的第一道防线,其作用是将管体金属基体与具有腐蚀性的土壤环境隔离,同时为附加阴极保护的实施提供必要的绝缘条件。目前架空管道外防腐技术是刷防锈漆,分为底漆、中间漆和面漆三种,分别按照步骤进行,涂刷中要严格按照规定进行,并且严格控制涂漆厚度;外防腐主要采取绝缘方式。管道外防腐措施可以有效的降低环境和地质因素对于石油管道产生的影响,对于石油管道形成一个强有力的保护层,达到减缓腐蚀速度,延长管道寿命的目的,而且成本相对低廉,易于大规模操作,具有良好的实用性。目前石油管道外防腐的具体技术主要有:
2.1 煤焦油瓷漆
煤焦油瓷漆具有粘结性好、吸水率低、抗微生物侵蚀、抗植物根茎穿透、抗烃类侵蚀、溶解等优点。它的缺点是抗土壤应力与热稳定性较差,毒性较大。煤焦油瓷漆涂层系统目前已发展出多层结构,这些改进使其具有更大的适应性,更好的操作特性以及更大的适应环境温度范围,适用于大部分土壤环境。
2.2 复合涂层
通过物理叠合或化学粘结将各具特点的单一涂层材料联为一体,形成综合性能良好的多层涂层系统。包括二层聚乙烯/聚丙烯、三层聚乙烯/聚丙烯等。第一,二层聚乙烯以及双层聚丙烯涂层。二层聚乙烯的优点是具有良好的耐搬运损伤、抗冲击以及优异的防水渗透性。但由于高度绝缘的聚乙烯层屏蔽了阴极保护电流,极易造成剥离层下腐蚀,而且很难察觉。国外多用于小口径管道涂装,国内应用尚不普遍,仅限于部分油气田管道及市政管道。双层聚丙烯由普通FBE底层和改性聚丙烯外层构成。第二,三层聚乙烯以及聚丙烯涂层。三层系统由于其兼有熔结环氧优异的防蚀性能、良好的粘结性与抗阴极剥离性能以及聚烯烃优良的机械性能、绝缘性能及强抗渗透性,从而成为综合性能优异的涂层,广泛用于施工及敷设环境均较苛刻的地带。三层涂层的主要缺点是施工工艺较复杂;防腐层的补口较为困难,耐高温性能差;弯头、附件及补口涂层很难与管体涂层一致。
2.3 环氧粉末涂层
熔结环氧粉末优点是对钢铁粘结好,具有耐土壤应力、耐磨损、可冷弯等特点,在具有良好的防腐性能的同时,还能与阴极保护相容,但是其机械性较差,防水性较差,对冲击较为敏感,因此发展了以標准的单层熔结环氧粉末作底涂层,以改性的熔结环氧粉末作外防护层的双层熔结环氧粉末,极大提高了防腐层的机械性能和高温时的抗渗透性。
3 石油管道外防腐技术的发展趋势
石油管道外防腐可添加延缓腐蚀试剂,比如防辐射化学试剂能够有效抑制腐蚀、减缓金属材质石油管道的化学腐蚀速度。但是一般缓蚀剂只作为辅助措施,配合其他的防腐技术进行使用,达到石油管道的防腐目的。随着科技的进步发展,石油管道外防腐技术的发展趋势主要表现为:
3.1 底漆加聚烯烃
在涂敷石油管道时,先将底胶(橡胶改性沥青或丁基胶)挤涂到经过表面处理的钢管表面,然后在其上挤出聚烯烃。此防腐层有很强的耐化学性能和抗环境破坏的能力。
3.2 环氧底漆+底层+聚烯烃
采用环氧涂料或环氧粉末作底漆,在上面挤涂聚烯烃,形成三层防腐层,防腐层抗化学和环境的破坏能力较强。缺点是温度变化时,底漆将会使聚烯烃与环氧漆相对滑动,引起底漆裸露或补口处破坏。
3.3 环氧粉末+改性聚烯烃
其采用300~600μm的厚环氧粉末,其外挤涂化学改性聚烯烃,成为双层结构。也有在改性聚烯烃未冷却时,再挤出一层聚烯烃,形成三层结构的。此防腐层具有很强的抗化学能力和抗环境的破坏能力,但造价较高。
3.4 高效复合防腐层系统
其主要为聚乙烯面层和聚丙烯面层两大系列。中间粘结层是胶粘剂和一定浓度熔结环氧的混合物,增加了粘结层与环氧粉末底层和聚乙烯层的相容性,使胶粘剂和底层熔结环氧及胶粘剂和外层聚乙烯粘结紧密,如同单涂层系统一样不会分层。高效复合防腐层系统在流动性、抗冲击、抗老化、抗阴极剥离等方面的性能亦有明显优势。
4 结束語
综上所述,石油管道防腐对石油管道质量具有重要影响,随着科技的进步,促进了防腐技术的发展,一些新型防腐材料、新工艺、新技术陆续被研发并投入工程使用当中,因此为了保障石油管道质量,必须加强对石油管道外防腐技术进行分析。
参考文献:
[1]王凌.石油管道工程的防腐技术研究[J].中国新技术新产品,2011(5).
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