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油气管道防腐蚀技术的发展

60年代开发大庆油田以来,我国结束了贫油的历史。石油开采和管输事业的发展带动了油气管道防腐蚀工程的技术进步。从第一条新疆克—独输油管线1958年建成至今,在我国东部地区已形成东北、华北、华东三个区域的输油管网。四川是我国天然气的生产基地,自1960年建设第一条巴—渝输气管线以来已形成了2000多公里的南北干环管线供气系统。目前全国长输管道干线近万公里(包括原油、成品油和天然气)。对于埋地油气管道,大多采用石油沥青防腐层和阴极保护联合防护的措施,少部分管道采用了塑料防腐层和硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层。我国原油具有三高(高含蜡量、高凝固点、高粘度)的特点,大庆油田适应国情率先研制成功用于不同输送温度下石油沥青防腐层的结构(薄层多层),并制订出设计与施工技术标准。

由于化学工业及世界管道建设的迅猛发展,60年代以后防腐材料经历了从使用天然材料到使用合成材料的发展过程。我国自改革开放以来,为适应西部油田和海洋资源开发,以及东部管道防腐层修复的需要,防腐层新产品与配套的施工工艺及技术方面有了很大的发展。在国内应用比较成熟的管道防腐层材料有:石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油瓷漆以及硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层。塑料类的防腐层如聚乙烯胶粘带、挤出聚乙烯及环氧粉末等在油田管道上用的较多,在大口径管道上应用很少。近年来我国引进了三层聚乙烯防腐层生产作业线的设备与技术,并在西部管道建设中开始应用,使得管道防腐蚀工程又的向新的高度迈进。

我国大部分长距离埋地管道运行时间已超过设计寿命,这说明管道防腐层与阴极保护之间协同作用发挥得比较好,也反映了我国在管道阴极保护技术的应用和管理水平上日趋完善和成熟。30多年来我国在阴极保护技术方面有较大的发展,并积累了经验:

研制成功适用于土壤中的牺牲阳极(MgAlZn基合金),有棒状或带状的。

成功地解决了控制直流和交流杂散电流的实用技术,例如交流干扰的嵌位式排流方法;在长距离管道及油(气)田站场实施区域性阴极保护技术等。

研制成功适用于埋地管道阴极保护的配套设施及仪器。包括电源及测量仪表:如抗交流干扰的直流电源、恒电位仪、各种腐蚀速率快速测定仪(适用于土壤、油、气、水),变频—选频绝缘电阻测试仪及检漏仪等;阴极保护用的配套设施:如测量用的测试桩,固体参比电极及长效硫酸铜参比电极,绝缘法兰及埋地绝缘接头,用于罐区阴极保护的锌接地电极及锌接地电池等。

腐蚀调查方法及数据库的建立(包括测试技术与评价方法)。

在控制油气管道H2S腐蚀方面,我国防腐工作者成功地研制了抗硫材料、控制酸气腐蚀的缓蚀剂系列产品及其加注装置,在整治陆上和海上油气管道抗SSCHIC的技术方面积累了丰富的实践经验。

在钢质管道及储罐防腐层的涂装技术以及修复技术方面,我国已形成了专门的施工技术与队伍,在施工工艺、机具及质量保证体系和检测手段诸方面都取得了很大的发展与进步。

多年来的实践证明,埋地管道防腐层与阴极保护二者的作用是相辅相成的,协同作用达到总体的防蚀效果。国外长距离输送管道的运行历史比我国长,“老龄”管道已达40~50a以上,但是通过实施有效的3R技术(修理、修复、更换),继续在服役。我们借鉴外国的经验,结合本国的特点,加强管道腐蚀的监测与防护,以及有计划地进行防腐层修复与大修,就一定能使管道因穿孔的事故率大大减少,延长设备使用寿命,提高社会经济效益。


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