侯磊

摘要：油气输送是油气行业的重要环节，随着我国科技的发展，石油的传送方式逐渐多样化，传输环境也由陆地转向海洋。其中滩海地区的传输环境更加复杂，给石油的传输增加了难度。目前运输管道的腐蚀破损问题成为困扰石油传输的难题，这不仅造成了巨大的经济损失，还影响了工业的发展速度，所以要重视石油的传输问题。本文是针对石油管道易破损的现状提出了可行性的建议，以期不断提高石油管道的使用寿命、保障石油的顺利运输。

关键词：滩海地区；管道；防腐涂层；阴极保护

一、防腐涂层与阴极保护

防腐涂层指的是把介质涂覆在金属表面使之与外界的介质相隔离，实现对管道进行腐蚀保护的目的。涂层应该具有优良的电绝缘性和防水特性，与管道金属本身能有较强的依附性，能够抵抗化学破坏，具有一定的强度，抵御外界环境的侵蚀。防腐涂层一般由三部分组成，第一层是涂覆在金属表面的油漆，主要的作用是增加金属与涂层的附着力。第二层是涂料，常用的涂料材质有石油沥青和环氧树脂等，我国目前社会上应用比较广泛的涂层材料是环氧树脂。第三层就是包扎带，主要是用来增加涂层的强度，以免在特殊的环境中受到侵蚀。

阴极保护技术是一种电化学保护技术，它的主要原理是在腐蚀金属的表面增加一个外加电流装置，使金属结构成为阴极，从而抑制金属本身的电子迁移，达到避免腐蚀的目的。主要有两种阴极保护法，一种外加电流保护法和牺牲阳极保护法。牺牲阳极保护法是选取一个电位更负的金属与被保护的金属相连接，然后放置到同样的电解质溶液中，这样选取的金属中的电子就会迁移到被保护的金属当中，使被保护的金属处于一个相对穩定的状态下。这种方式简单易操作，不需要进行外加电源，能对金属进行有效的保护，目前在工业防腐上应用比较广泛。外加电流的阴极保护技术是通过外加直流电源的方式，增添一个辅助阳极，这样可以给金属补充大量的电子，金属表面达到同样的电位，让被保护金属的电位处于比周围环境低的状态，这样被保护金属处于一个比较稳定的状态。该技术主要应用在大型金属防腐中。

二、滩海地区的管道防腐层

滩海地区的地质环境比较复杂，所以对滩海地区管道的防腐层有着更严格的要求。第一，防腐层材料要具有良好的绝缘性，高电阻的涂层材料能够保证管道防腐层泄露之后的电阻较大，使得阴极保护电流的分布更加均匀，管道能够得到更为充分保护。第二，防腐涂层的管道化学稳定性要优良，滩海地区环境复杂，微生物和细菌较多，有的微生物和细菌能够对涂层进行侵蚀，加重管道的腐蚀程度，所以对于涂层的选择要能抵抗微生物和细菌的侵蚀。第三，涂层的吸水率要低。滩海地区的水量充足，气候湿润，涂层会发生吸水渗透作用，其中包括阴极的保护电位梯度下的电渗透，从而引起扩散和渗透，破坏涂层和金属之间的附着力，涂层容易发生脱落，达不到保护金属管道的目的。第四，涂层要抗阴极剥离，在对管道施加阴极保护的过程中，管道的保护电位达到氢电位的时候，这是涂层和金属的间隙就会产生氢气，间隙之间充满气体会减小涂层与金属管道之间的附着力，造成管道涂层的脱离。第五，涂层要有良好的粘着性。涂层必须要有良好的黏着能力，这样才能附着在金属管道的表面，抵抗管道安装时产生的剪切力，还可以抵抗在混凝土埋填时候的滑移。第六，涂层还要有易于补修的特性，滩海地区的施工要求比较高，环境复杂，涂层容易造成破损，而涂层材料易于补修就很大程度上保护了管道的腐蚀。除此之外，防腐层还要有优良的延展性，耐高温和耐老化等优点。

三、滩海地区防腐层的选择

滩海地区的环境复杂，对防腐层的材料要求比较高，目前应用比较广泛的有熔结环氧粉末涂层和三层PE等结构。熔结环氧粉末保护层和管道的表面能够形成比较牢固的化学键，在高温熔融的条件下，固化之后的防腐层可以对管道表面形成极强的粘着力，从而保护管道不被腐蚀。熔结环氧粉末涂层还具有耐腐蚀性，和阴极的保护搭配性好，对保护的电流没有屏蔽作用，但是这种涂层也有缺点，就是吸水性较大，耐高温的程度有限，抗冲击能力也不是特别优良。熔结环氧粉末涂层的使用历史已经高达几十年，其优异的防腐特性已经在实践中得到验证，虽然在平时报道中可以看到管道长期运行之后，熔结环氧粉末涂层逐渐失去效用，发生气疹，加速涂层的脱落，但是其优良性仍得到人们的认可。

三层PE涂层是近几年来引进的最新的防腐材料，其结构主要分为三层，底部是熔结环氧，中间为胶黏剂，最表面的一层是挤塑聚乙烯。熔结环氧的作用是与管道表面进行直接粘结，具有优良的耐化学腐蚀性，中间的胶黏剂的活性基团还可以与之进行反应形成化学粘结结构，保证即使在高温高压的条件下仍能保持良好的粘着性。聚乙烯层面的作用是起到强度保护和防腐的作用，与传统的双层结构的聚乙烯防腐涂层具有相同的作用。三层PE结构也存在一定的缺陷，最常见的缺陷是应力开裂失效，焊接部分容易损坏，因为在三层PE涂层的加工过程中，焊接处的防腐层会比较薄，成为整个管道中比较薄弱的环节。在防腐层冷却之后，由于厚度的差别产生了应力，加速了涂层的失效。因此在三层PE结构的设计时，要保证焊接处的高度平滑过渡。

现场接口防腐。在防腐涂层损坏后，需要对涂层进行修复，修复的质量也直接影响到涂层的使用效果。一般情况下，防腐层材料的质量可以保证，但是在施工过程中受到环境和操作技术的制约，容易产生隐患。根据现场接口要与管道防腐涂层相匹配的原则，对于三层PE的防腐涂层，可以选用液体环氧和烯烃热材料作为补口材料。现场接口防腐的技术也在实际管道防腐中应用广泛，在西气东输等国家重点项目中，通过对补口材料进行检验时，发现局部的接口处也有失效的现象，总结失效的形式主要是防腐层的脱落情况和密封失效。通过以上的原因分析，我国目前在滩海地区推行环氧底漆使用干膜安装的技术，用电火花技术进行检漏，以此来保证环氧底漆的安装效果，同时还采用中频加热技术，保证了热熔胶的充分熔融。

四、滩海地区管道的阴极保护法

滩海地区的管道较长，所以一般采用外加电流法的方式进行防腐保护。它通常是由一个电源变压器和桥型整流器组成。而阴极保护的电压数据是可以进行调节的，外加电源的负荷要尽量大一些，满足电流的需求。它把220V的电源通过变压器的作用，然后整流成直流电，将负电极与金属管道连接起来，正电极接入地下，这样可以确保线缆可以保持负电位，从而金属外皮就不容易遭到腐蚀。如果阴极保护不适用交流电，也可以使用直流电，但是要保证阴极设备安装在电缆外表正电位最高的地方。

结束语

目前腐蚀是造成管道破损的重要原因，优良的涂层材料技术和阴极保护方法可以有效的延缓管道的腐蚀程度。而对于滩海地区，需要更加严格的技术要求，更高的涂层质量，要选择更优良的涂层材料，例如PE或者其他防腐层，同时可以辅助阴极保护法，来达到更好的防腐效果。只有在实际环境中不断创新，对现有的技术不断进行完善，掌握更加先进的防腐技术，才能延长管道的使用寿命，保障管道的顺利运输。

参考文献

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（作者单位：中油国际管道公司中缅油气管道项目）