油气储运管道防腐技术的现状与应用

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1、油气储运管道防腐技术的现状与应用【摘要】管道运输是石油和天然气运输的最重要的方式之一,目前广泛地应用在能源分布不均衡的国家和地区。由于管道的运程较长、压力较大、油气本身又具有较大的毒害性和危险性,这就对油气储运管道的防腐技术提出了很高的要求。本文通过对石油和天然气自身性质的分析,阐述了管道油气运输一旦泄露出现的危害。并对国内外主要使用的防腐技术的历史进程进行总结。概括的介绍了我国目前油气储运的主要的防腐技术的应用。同时也针对目前技术存在的不足,提出了一些改善方法。【关键词】油气储运油气管道防腐技术中图分类号：S611文献标识码：A8石油和天然气作为目前的主要使用能源,在我国的经济发

2、展和人民生活中起着重要的作用。但是,由于我国的资源地区分布和经济发展不匹配。中西部地区经济不发达,对资源的需求不大,却储藏着我国较大的油气储量。而东部沿海地区,因为经济发展较快对资源的需求量很大。这中资源分布不均衡就客观上要求,石油和天然气储藏和运输。但是由于石油和天然气的本身特点和管道运输运距长、压力大等特点,这对油气储管道的防腐技术提出了很高的要求。研究我国目前使用的主要油气储运管道防腐技术,分析其利弊,通过理论研究和经验总结,提出改善之处,对我国的能源安全具有重要的意义。1管道储运油气特点及危害1.1管道运输油气的特点在我国,管道储运油气是使用范围比较广、效果比较好的一种油气

3、运输方式。这种油气储运方式的特点为运距长、管径大、压力高,对运输过程中管道的安全性要求非常高。1.2油气本身的危险性石油和天然气是管道储运的主要介质,这两者均属于重点监管危险化学品,是易燃易爆物质。在GB50183--2004《石油天然气工程设计防火规范》的火灾危害分类中,天然气属于甲B类。一旦在储运过程中泄漏,遇到火源非常容易发生火灾爆炸事故。除了具有易燃易爆特性外,石油和成品油也具有易挥发的特点。泄露的油蒸汽在管道通过区域弥漫、扩散,或者达到一定数量后在低洼处聚集,将非常容易引发燃烧和爆炸。其次,油品蒸汽具有很强的毒副作用,一旦通过呼吸道进入人体,会给人的身体健康带来极大的威胁

4、。另外,油品本身具有遇热膨胀性和静电荷聚集性,这也容易埋下安全隐患。1.3油气泄露会造成极大的资源浪费8石油和天然气都是不可再生资源。在储运过程中,一旦由于管道腐蚀造成油气泄露,尤其是在运输过程中的泄露,由于管线长、运距长,埋藏深等原因不易发现,泄露后又不易回收,容易造成较大的资源浪费。同时,一般管线因埋藏在地面以下,一旦泄露会给土地和水资源带来较大的污染,甚至会影响部分地区的饮用水安全,给人民的身体健康带来威胁。2010年4月20日,发生在墨西哥湾的漏油事故,导致至少2,500平方公里的海水被石油覆盖着。此次事故还极大地影响了当地的渔业和旅游业,并对生物的多样性和墨西哥湾周围环境

5、的平衡带来了巨大的影响。2管道防腐技术的发展和现状2.1管道防腐层在我国的发展目前,广泛使用的防止或降低活埋地钢质管道腐蚀程度的主要手段是防腐层加阴极保护。在某种程度上,防腐层质量决定着管道的寿命年限。如同国外,我国管道防腐层的应用亦从沥青类防腐层开始,20世纪50年代的第一条克独长输管道,70年代的东北输油管道等都是采用石油沥青防腐层;70年代后期至80年代,我国采用国外防腐层的新技术,胶带、夹克、环氧粉末等防腐材料相继投入使用;80年代至90年代中期各种防腐层在我国蓬勃发展,百花齐放;90年代后期,熔结环氧粉末(FBE)和三层聚乙烯(三层PE)两种防腐层渐成主流,但当时世界最新

6、的双层环氧应用较少。[1]8目前,我国防腐技术渐趋成熟,一些技术参数已达国外先进水平,国内外长输管道的防腐层材料主要为熔结环氧粉末、三层聚乙烯和少量的煤焦油瓷漆;油田内部主要集输管道的防腐层材料多为熔结环氧粉末、三层聚乙烯,非主要管道的防腐层材料仍然为石油沥青类;城市供水、供气管道的防腐层材料则一般多采用环氧煤沥青和胶带。2.2防腐层在国外的发展国外最初防腐层材料使用煤焦油沥青及改性的煤焦油瓷漆。这些材料在管道运行温度上升的时常发生氧化反应,挥发一部分馏分,导致脆变、剥离,使阴极保护电流增大。20世纪40至70年代,各种防腐层材料层出不穷,石蜡、石油沥青、胶带、夹克陆续面试,胶带防

7、腐层一度占据主导地位。但这种材料在腐蚀性较强的土壤中经常剥离,对阴极保护电流产生屏蔽,导致应力腐蚀开裂。到60年代,双层挤塑聚乙烯结构防腐层问世,取代了煤焦油沥青作为防腐材料的主导地位。但多变的管道运行条件,使双层挤塑聚乙烯防腐层也慢慢出现易损坏、易剥离、屏蔽阴极保护电流等缺陷。70年代阿拉斯加管道投产,熔结环氧粉末防腐层应用时代开启。90年代,熔结环氧粉末和三层聚乙烯逐渐替代煤焦油瓷漆,成为管道防腐层的主导材料。熔结环氧粉末防腐层有着机械性能和防腐性能强、附着力强、