姜渭坤
中油中泰燃气投资集团有限公司 广东 珠海 519085
摘要：为保证中国在国际工业生产市场中的竞争力，我国积极推动工业生产的发展，在此基础上我国油气的存储和运输正在增加，油气运输是工业生产中最为重要的组成部分，油气运输为国民生活质量的提高提供了便利条件。油气管道是所有油气储运系统中最核心的设施之一，由于内部和外部环境的影响，管道容易腐蚀，影响油气储运的安全。为着手解决相关安全隐患，现阶段油气储运管道的防腐处理是中国研究人员研究油气储运的重要课题。作者介绍并分析了在油气储运过程中可能引起管道腐蚀的因素，以及如何减少储运过程中挥发的油气，测评相关防腐手段，为解决油气存储和防腐运输等问题提供参考。
关键词：油气储运；运输管道；管道防腐；防腐方法
一、引言
我国工业中石油和天然气工程不断发展，为人们带来便利，同时我们也在发展过程中遇到了一些问题。油气储运业务是整个油气项目的重要组成部分，因为油气储运链接了油气项目中的各项工作（油气生产，油气加工，油气分配和使用等）。油气存储和运输环节的完善，可以极大地提高工作效率以及对整个油气项目产生积极的影响。油气储运环节离不开油气储运管道的支撑，因此油气管道的状况也对油气工程产生重要影响。同时，中国国内油气储量的分布非常不均衡。
因此，在实际工作中，有必要进行“油气南北分流”，“东西向气运”等长途工程。
这些工程的开展，对油气存储和运输管理中的问题提出了更高的要求。但是，现阶段我国油气储运项目中油气管道的腐蚀仍然存在一些问题，特别是油气管道的腐蚀会损害油气的实际运输效率，油气管道的腐蚀也是更多潜在安全风险的主要原因。
二、管道防腐在油气储运工程中的重要性。
人类社会的发展离不开能源的供给，由于大部分能源是不可再生的，所以我们开始用的过程中加以珍惜，避免出现不必要的损耗。为了更好地建设油气储运项目，必须注意油气储运中的管道腐蚀问题。石油和天然气是非常重要的能源，在人类社会中得到广泛使用。普通车辆需要油气储运项目提供支持，而家用液化气与油气储运项目密不可分。为了更好地确保油气储存处于安全状态，以及运输过程的顺利，需要为油气储运建立管道防腐项目。管道防腐技术对于油气储运非常重要。这不仅有助于提高油气储运效率和安全性，而且有助于促进国民经济发展和国家能源的改革与发展。
三、油气储运中与管道腐蚀有关的因素分析
3.1与石油和天然气特性有关的因素
由于石油和天然气中含有氧化性物质（例如硫化氢），因此它们对管道的影响取决于石油和天然气的类型。部分类型的石油和天然气中的一些成分（例如：二氧化碳），在溶液中具有腐蚀性，会不断腐蚀运输管道的内层，损坏管道。
3.2外部因素
在某些情况下，由于管道周围环境的性质，对管道的影响因环境而异。在运输管道铺设的过程中，周围环境（例如：土壤，空气）介质中所含的成分，都是
重要的外部腐蚀因素。
（1）建设因素：管道建设项目具有建设周期长，建设复杂等特点。因此，在施工期间，项目质量控制的有效性是防止管道腐蚀的重要因素。
（2）环境的物理特性：在油气的储运中，导致管道腐蚀的环境的物理特性主要是土壤水分的变化和地下水位的变化。
（3）温度因素：除外部环境因素外，油气储运过程中涉及的温度因素还包括与管道自身有关的因素。其中，石油和天然气的温度主要取决于管道的深度。通常，温度越高，管道的腐蚀速度越快。
（4）腐蚀性环境：油气储运管道的埋藏环境中含有土壤和微生物等多种成分，这些环境的性质对管道有一定的影响。通常情况下，很难确定管道周围的腐蚀性土壤。近年来，石化工业使用两种方法来确定土壤腐蚀性。 1.根据土壤阻力，腐蚀性分为三个级别：强，中和低。在比土壤更复杂的区域中，根据相关的土壤因素（水含量，pH，抗性，土壤质量等），腐蚀性分为四个级别（强，中，低，无腐蚀性）。
3.3腐蚀防护效果不理想的原因
相关研究表明，油气管道的腐蚀主要是由于防腐层失去了腐蚀保护作用。当油气管道的防腐层从管道本身上移开时，两者之间出现了一定距离，这导致防腐层失去其防腐作用，并最终导致管道腐蚀。其次，如果防腐层本身有裂纹，刺穿，裂纹等，也会导致管道腐蚀。
四、分析用于抵抗油气储运中管道腐蚀的相关技术
4.1内部管道防腐技术
管道防腐工作中最重要的是对管道内壁进行防腐处理。在油气的储运过程中，在管道中运输的油气，含有很多腐蚀性的成分（例如三氧化二碳等）会引起腐蚀，加剧运输管道的损坏程度。在水域，有很多管道破裂事故。针对该腐蚀问题，石油和天然气公司开发了一种新型的管道腐蚀抑制剂，用于防止管道腐蚀。在实践中，已发现将这种新型管道腐蚀抑制剂应用于管道腐蚀防护，对管道腐蚀速率有所降低。目前，GP-1缓蚀剂正逐渐应用于管道腐蚀严重且达到理想腐蚀防护效果。
4.2管道防腐涂层技术
由于科学技术的不断进步，当前国家管道的防腐涂层技术正在加深，包括使用熔融粘结环氧树脂，煤焦油搪瓷和三层聚乙烯等物质，增加运输管道内壁的抗腐蚀性。现如今许多工程的运输管道都使用了此技术，以“西气东输”为示例，该项目使用3层聚乙烯防腐蚀层技术进行防腐蚀措施，然后在冷弯管的外壁涂抹一层熔结环碳粉末，聚乙烯带状缠绕法通常用于站点之间距离较短且油气管道变化频繁的管道中。
4.3防腐涂料和阴极保护技术
油气储运项目中经常埋入一些防腐材料，各种防腐技术中最常用的防腐技术是阴极保护和防腐涂料保护技术的组合。该技术在中国被广泛使用，其防腐作用非常显著。阴极保护技术可分为排水保护方法（包括急性排水，直接排水，强制排水等），牺牲阳极法和电流补充法。阴极保护是一种可以执行的电化学效应的保护技术，该技术以电化学腐蚀原理为依据，通过阴极的加入阻止阳极在氧化过程中的剧烈反应，可以有效地抑制该程度。另外，使用额外的附加能量，实际上增加了金属部件的负电势，具有防止腐蚀的作用。为了充分利用阴极保护，需要反应中的阴极和阳极相互匹配，并且两极之间要具备合适的链接途径。
五、管道防腐保温性能评估
防腐蚀层是保护管道免受腐蚀损害的第一道防线，其绝缘性能与阴极保护技术的有效实施直接相关。保护系统运行和管道保护系统的有效性还包括防腐层的评估，使用寿命的判断以及外部防腐的制定。
运输管道维修计划的主要内容之一，就是在众多可以测试管道防腐涂料性能的方法中，有统一的评估标准。该计划主要对现有的检测和评估方法进行系统的调查，并通过测试确定对使用中的管道上的防腐涂层的质量评估和方法。
目前，对管道上防腐涂层的绝缘性能的评估主要是通过检测涂层和检测阴极保护参数来完成的。涂层检测的检测方法包括周围土质检测及发掘土壤两种方式
检测阴极保护参数的一种方法是通过非破坏性检查间接确定涂层的性能。
5.1测试与评估方法
（1）防腐层绝缘性能评价方法
有两种方法可以测量防腐层的绝缘性能：地面检查和开挖检查。地面检查分为对地面土壤的成分进行全面检测，表1。
绝缘电阻测试是在中国使用的一种评估方法。它通常用于管道防腐涂料大修部分的初步选择，并且在油沥青防腐涂料管道应用中相对成熟。由于使用外部CC信号，反向电势算法通常只能测试500 m左右的管道段。需要钻孔以破坏连接上的涂层，并且测试更加麻烦。由于这些弊端，在近几年它很少被应用。
PCM（管道电流测量和绘图）方法主要用于评估管道涂层的性能，以及发现和识别涂层损坏或重叠的外部金属结构，在国外广泛使用。由于操作简单实用，主要用于技术验收，和市政管道工程。沿管道进行Pearson和DCVG检查，以识别涂层缺陷。这使您可以确定并确定缺陷的相对大小。但是，测试更为繁琐，测试结果受人为因素的影响，通常用于维修前对管道涂层的深入检查。
薄纸擦拭的方法是挖出并除去被测管段的20-30厘米部分，并破坏储油罐主体两端的2厘米涂层。暴露出左右环形槽，用电测法测量取样部分及油罐主体的电压和电流值，并计算出防腐层的绝缘电阻的百分比。这是一种破坏性测试，只能评估部分管道涂层，目前很少使用。直接钻探检查也是部分检查，可用于局部检查或非破坏性检查，协调地面检查作为辅助检查。
（2）阴极保护参数的检测与评估
阴极保护参数的测试分为常规测试和特殊测试。定期检查通常是每月一次或每2个月测试一次。测试元素包括整体电流器（恒电位仪）输出电位和管道保护；特殊测试通常是指短距离电势测试（CIPS）。以左右间隔测试管道上的电势为依据，
该方法可全面评估管道阴极保护系统的状况。原理与测试堆栈数据的方法相同，没有相应的数据计算软件。可以把DCVG和CIPS方法相结合确定防腐层中的泄漏点。表2显示了CIPS方法的优缺点。
每隔一段时间对阴极所保护的部分进行检查，能够大致了解涂层的腐蚀程度，管道的电势测试，尤其是近电势测试，可以发现涂层缺陷，确定故障水平管道是否是受到良好保护的阴极，并可以做出进一步的检查和维修决策。
（3）耐腐蚀层的绝缘电阻测试
频率选择方法已经在使用石油沥青作为防锈层的管道中使用了多年。测试结果符合实际情况。条件基本相同，并且已经建立了相应的分类标准。由于测试数据具有一定的可靠性，可作为评价油沥青防腐层整体质量的方法之一。使用变化的频率来减轻信号，为了获得防腐蚀层的绝缘电阻，必须将其降低到一定水平，并且每个检测单元可以获得传输系统。由于它是特定频率下的系统值，因此最好在相同的感应区域中评估防腐蚀涂层的绝缘性能，及管道使用寿命的变化（与液位变化相比，频率受限；与某些液位相比，频率受限）。但是，对于其他耐腐蚀涂料，例如环氧粉末，煤焦油搪瓷和三层聚乙烯，由于计算软件未提供相关参数，因此新耐腐蚀涂料的适用性仍不清楚。
2001年，管道科委托管道技术公司，管道科学研究所和沉阳龙昌管道检验中心对东北2,000多公里的管道系统进行了测试。使用多频管电流法测试并获得了三个检查单元。结果表明，该管道优良的耐腐蚀涂层率超过90％，而东北管道已经使用了近30年。涂层不可能维持如此高的速率。在防腐蚀修复过程中，涂层明显老化，并且管体被腐蚀。
（4）封闭潜力测试
稳压器在当前的激活/停用过程中具有峰值影响。数据收集应在影响达到峰值之后和管道去极化之前完成。我们建议关闭电源后0.1到3秒钟内收集潜在的故障。行进/停止比为4：1或3：1。您可以测试不同的耐腐蚀层，不同的安装环境和不同的老化管道，以确定特定的行走/停止周期。在压力稳定器处于电流恒定的状态下，当1.5s周期的时间比率为1125ms/375ms时，停机时间电位相对稳定，有大约250 ms的延迟，并且波动范围约为10 mV。当时间/停止比为3200 ms时，周期为4秒/ 800 ms，当延迟时间约为400 ms且波动范围为15 mV时，OFF电位相对稳定。如果恒电位仪处于恒定电势状态，1秒的周期，800 ms / 200 ms的行走/下降时间比，约100 ms的延迟时间以及10 mV的波动范围，则OFF电位相对稳定。研究表明，恒流恒电位仪适用于CIPS测试。
5.2使用中的管道防腐涂层质量评估
评估防腐涂料的国家标准是SY / T 5918“埋地钢制管道的油沥青保护”。SY / T 6163-94“埋地钢管的耐腐蚀绝缘层的电阻测量”的腐蚀层和技术规定了技术法规的相关章节。检测和评估技术仅是频率频率频率选择方法和电流电位方法，以及检查标准管道防腐涂料与检测阴极保护状态结合在一起。在某些情况下，如果管道的防腐层状况不佳，然而，尽管阴极保护可以起到全面保护的作用，但它不需要紧急维修。
我们搜索并分析了以下国外标准：
标准编号 标准名称
Service API 570 管道系统检查，维修和重新评估
API 574 管道系统组件的检查规范
BS 7361 阴极保护应用控制规范
T / PL / TCP1 埋地钢系统的防腐蚀规定
NACE RP 0169 埋入或淹没金属管的外部腐蚀控制
EN 12954 埋入或浸入式金属部件的阴极保护-一般准则及其在管道中的应用
NACE RP 0502 直接评估外部管道腐蚀的方法
NACE TM 0102 测量地下管道中保护涂层的电导率
这些防腐蚀系统标准的测试和评估包括泄漏检测和更耐腐蚀层的CIPS测试。
相关人员使用当前的方法进行评估。NACE RP 0502指定使用四步法对管道进行外部腐蚀，评估腐蚀情况。NACE TM 0102引入了两种方法来检测最基本的防腐层的电导率，使用电流电位法评估电流松弛法，并在校正这些方法的测量值后记录防腐涂层的质量。
一旦切断保护电流，就可以立即测量电势结构/接地，并可以获取指示极化界面电势的读数。跨界面电势差的缓解取决于土壤的自然状态和结构的极化时间（例如，阴极保护装置处于开启状态）和其他因素。因此，这些因素决定了电源故障后的测量时间。太长的衰减周期低估了去极化的保护水平。专家建议测量时间范围从0.1秒到3秒，阴极保护器要定期打开和关闭。在大多数情况下，停止比率：步态为1：4。导致更大的去极化。如果有多个电源，则必须确保同步。“美国腐蚀防护协会NACE?TM 0102 3.2.2标准将测试过程中的最小正常运行时间设置为停机时间的75％，并规定避免去极化。例如：最慢的循环，开/关：3秒/ 1秒，最快的循环，开/关：0.75秒/0.25秒。 ”
值得注意的是，内部检查可确定管道的状况，包括防腐蚀技术失败的后果。
户外检查检查防腐技术的有效性，例如涂层损坏和阴极保护不足。用于阴极保护的材料保存较为完好，说明此种方法有效，就是说，在管体腐蚀之前及时进行外部检查，发现并解决潜在的问题。但是，检测技术没有剥离涂层的力，只能通过内部和外部检测结合钻孔才能找到。去除涂层后，阴极保护就会被屏蔽并且失效，从而导致管子严重腐蚀。
六、改善油气储运管道腐蚀防护的措施
首先是为石油和天然气储运管道选择防腐材料。选择最适合您应用的防腐材料是最实用，简单和有效的管道防腐措施。因此，根据油气设备的不同特性，对于油气储运管道的实际防腐工作所需要的防腐材料的选择尤为重要。为了保证管道材料等标准的强度，选择实施相应的防腐材料不仅可以最大化管道防腐工作的效率，而且可以减少对工程防腐工作的投入。可用于提高石油和天然气存储和运输管道的耐久性和耐腐蚀性。接下来，需要注意涂层的成本和稳定性。防腐涂料是外部防腐技术的核心。选择技术性能强，稳定性高，耐腐蚀性能好，综合性价比高的防腐涂料。更多的相关管理人员意识到了后续防腐处理对管道的影响。例如，在实际工作中，管道防腐施工部门定期对涂层材料进行统一采样和监测，注意涂层质量，避免使用不合格的涂层材料。最后，为了开发更实用，有效的防腐技术和防腐材料，有必要更加重视油气管道的防腐工作，增强防腐措施的研究能力，提高中国油气储运效率和质量。
七、结束语
目前，我国油气储运中的管道防腐技术仍与发达国家存在一定的差距。因此，参与的单位和公司需要关注管道腐蚀技术，并积极支持相关科研经费。只有这样，我们才能不断改善中国的油气储运的防腐技术。此外，我们可以密切监控施工质量，提高利益相关者的素质，以确保管道施工质量，从而减缓管道的腐蚀。简而言之，油气储运中的管道腐蚀是直接关系到设备的安全平稳运输，因此，我们需要注意并改善其管道腐蚀技术。
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