长输管道外腐蚀检测及防护喻军

长输管道外腐蚀检测及防护喻军

喻军

中国石化管道储运有限公司襄阳输油处湖北襄阳441000

摘要：长输管道是能源输送系统中的重要组成部分，其质量以及运作稳定性直接决定了能源输送的经济效益、社会效益，故获得了越来越广泛的关注。基于此，笔者在文中对长输管道外腐蚀检测及防护进行了相应探讨。

关键词：长输管道；腐蚀；检测；防护

长输管道能源输送距离远、输送量大，并且长输管道一般敷设在地面以下，所以如果出现问题，不易维修、不易发现，这就需要在技术层面上进行加强，从而降低故障发生率。据不完全统计，我国长输管道事故，因外腐蚀而导致的事故占总事故量的21.6%。由此可见，外腐蚀会对我国能源输送造成严重影响。因此，探讨长输管道外腐蚀检测及防护，具有重要的现实意义。

一、长输管道腐蚀因素

（一）金属材料因素

就腐蚀的特点来说，长输管道的金属越活泼，如果失去电子，就容易被腐蚀，并且外界介质对金属有着较大的影响。首先，金属中的合金元素和腐蚀有着密切关联，一般来说，双相合金的耐腐蚀性比单相合金差；其次，金属的化学稳定性和金属的耐腐蚀性也有着密切关联；再次，金属表面的光滑程度和其耐腐蚀度也有着密切关联，多数情况下，金属表面越粗糙越容易受到腐蚀；最后，合金组织变化对合金的耐腐蚀性能也有着一定关系[1]。

（二）土壤腐蚀因素

长输管道长期埋设在自然土壤中，而土壤中的空气、盐分、水分以及多相物质构成的混合物，容易形成原电池，再加上长输管道自身老化，就容易导致管道受到腐蚀。首先，土壤本身就是一个由多种物质构成的多相组织，土壤含有的水分以及气体，构成了一个容易导致金属受腐蚀的环境，且长输管道外腐蚀大多属于氧去极化腐蚀[2]。在因土壤导致的外腐蚀问题中，阳极、阴极受土壤湿度以及土壤结构的影响较大，如果土壤较为潮湿，那么土壤中含有的气体较少，且氧气的流动速度较慢，但水分充足，所以容易出现阳极反应；如果土壤较为干燥、疏松，那么氧气的渗透就比较容易，土壤中氧气含量多且流动较快，水分较少，故容易出现阴极反应。而不同干燥程度的土壤，就会形成氧浓差腐蚀电池，土壤中的电阻就会逐渐导致长输管道被腐蚀[3]。

（三）管道防腐因素

所有长输管道都有防腐层，防腐层的主要作用是将金属和腐蚀介质相互隔离，从而避免腐蚀电池对长输管道造成影响。但是管道在使用中、在施工中就有可能因为碰撞导致防腐层损坏[4]。同时，随着长输管道使用时间的增加，防腐层也会逐渐老化，从而出现龟裂、剥离等问题，土壤中的腐蚀介质和长输管道外壁直接接触，进而导致管道被腐蚀。

二、长输管道外腐蚀检测技术

我国针对长输管道的监管机制、检测标准尚未完善，国家质量监督检验检疫总局颁布的《压力管道定期检验规则——长输（油气）管道》只是简单对外腐蚀检测进行了规范，在检测技术方法上仍旧存在诸多问题。我国目前应用的长输管道外腐蚀检测技术方法主要有：pearson检测法、交流电位梯度检测法（ACVG）、密间隔电位测试法（CIPS）、直流电位梯度法（DCVG），笔者在下文中就这几种技术方法进行论述。

（一）pearson检测法

pearson检测法目前也被从业人员称之为交流电流法，该技术方法的原理为“利用信号发射机将特定频率交流电附加在长输管道上，如果长输管道上的防腐层损坏，交流电就会从防腐层破损的地方溢出，从而产生电位差。然后通过检测用工具（检测手杖），就可测量出电位的异常情况。”在应用pearson检测法时，若仪器上的数值发生变化，就可基本判定防腐层破损位置[5]。

（二）交流电位梯度检测法

交流电位梯度检测法是一种利用特定频率检测方法，其反馈原理和pearson检测法基本相同，如果长输管道防腐层破损，该处频率就会逐渐发生变化，然后形成一个特殊的电位场信号，而信号接收器就可检测到相关的电位梯度，通过特定的分析计算方法就可确定长输管道防腐层的具体破损位置。

（三）密间隔电位测试法

密间隔电位测试法是一种利用阴阳极保护系统来检测的技术方法，在检测的过程中，需要将长输管道分为1.3m左右的间隔，然后依次测量管道的电位，如果长输管道的防腐层出现破损、脱落等问题，破损处的电流密度就会发生变化，而电位也会逐渐向正向偏移[6]。在检测的过程中，如果检测区域的电位低于－850mV，那么就可判定该处出现破损。

（四）直流电位梯度法

顾名思义，直流电位梯度法是一种利用直流信号来检测破损的方法，在检测的过程中，如果长输管道上存在破损、裂纹，破损处就会形成一个球形的电位场，检测人员通过投影电位梯度就可找到长输管道破损的位置。

三、长输管道外防护涂层

（一）3PE、3PP涂层

3PE涂层（挤塑聚乙烯结构防护层），该防护层综合了挤压聚乙烯、环氧涂层的优势，具有良好的耐化学性能以及机械保护性能。挤塑聚乙烯结构防护层在我国陕京线、库鄯线的应用较为广泛，并且呈现出较为良好的耐腐蚀性能，并且挤塑聚乙烯结构防护层所应用的材料、设备目前已经能够完全实现“国产化”，故施工成本较低。3PP技术是3PE技术的改良基础，3PP技术将3PE技术原有的面层替换为了聚丙烯，和3PE技术相比3PP技术更耐高温、耐剥离，在化学防腐蚀方面，3PP和3PE相同。另外，3PP的密度、厚度低于3PE，所以施工成本更低，且防护性能优异，不过目前该技术在我国的应用尚不广泛，缺乏长期的应用实践数据。

（二）2PE、FBE、DPS涂层

FBE是一种应用固化剂、环氧树脂的一种防护涂层，该涂层和金属的粘接力较强，并且具有无污染等优点。DPS涂层又称作为“双层FBE涂层”，该涂层相较于FBE涂层，具有更强的耐高温性能、抗冲击性能、抗渗透性能、防护机械性能，并且不会出现阴极保护屏蔽的现象。2PE涂层的应用时间较长，自上世纪八十年代后就得到了广泛应用，2PE涂层管道也被业内人士称之为“夹克管”，该技术主要是利用密封性底胶、聚乙烯的一种防护结构，根据材质不同，2PE夹克管也可分为高密度PE夹克管、低密度PE夹克管。

（三）沥青防腐

石油沥青主要为烷烃类物质，在管道防腐领域有着较长的应用历史，它的吸水率非常小，并且石油沥青几乎不溶于水，对常见的盐、酸、碱有着较强的抗腐蚀能力，即便是非常薄的沥青膜，也能够避免水分透过。且沥青涂层不会因挥发产生气孔，成膜不依靠聚合、氧化反应，所以沥青防腐技术较为稳定。但是沥青防腐涂层机械强度较差，耐热性差，所以大口径长输管道都已经逐渐淘汰了沥青防腐技术。另外，聚氨酯沥青在管道防腐上也得到了广泛应用，聚氨酯沥青对作业环境的要求不高，且具有良好的环保型、耐磨性、耐腐蚀性，不过聚氨酯沥青防腐工艺对施工技术、设备的要求较高。

（四）其他涂层技术

利用尼龙11的涂层技术，整体呈现出较好的抗渗性能、耐热性能、耐摩擦性能，整体性能比传统的聚乙烯更强，目前在水管上已经得到了广泛应用，但是该涂层的耐机械冲击性能较差，所以不适用于长输管道。而结合纳米技术，能够有效提高该涂层的综合性能，如TiO2、SiO2等纳米粒子，加入到涂层中就能够有效提高涂层的抗老化性能，从而让涂层使用寿命得到有效提升。另外，我国涂层技术近几年虽然发展速度较快，但是总体来说和美国等发达国家仍旧有较大差距，因此亟需加强对涂层家技术的研究，尽快完善相关技术标准，这样才能提高提升我国涂层技术整体水平。

结束语：

综上所述，随着我国能源运输网络逐渐成型，如何提高能源传输稳定性，减少外腐蚀问题，避免重大事故发生，已经成为了相关从业人员的重要工作。有关涂层防护以及外腐蚀检测的技术，仍旧需要广大从业人员进行更深入的探讨。

参考文献：

[1]杨富祥,何振楠,张雷,etal.长输天然气管道腐蚀与防腐措施探讨[J].辽宁化工,2017(04):84-86.

[2]杜军,汤雪松,齐超,etal.有关长输管道腐蚀防护的对策[J].化工管理,2018(13):143-144.

[3]马钢,白瑞.高强度油气长输管道腐蚀与防护研究进展[J].中外能源,2018.

[4]张本同,王孟孟,宗丽娜.天然气长输管道腐蚀及防护研究[J].山东化工,2017(18):144-145+148.

[5]黄志强.天然气长输管道腐蚀机理及防护技术[J].云南化工,2018(05):213.

[6]王孟孟,张本同,宗丽娜,etal.天然气长输管道腐蚀机理及检测技术研究[J].焊管,2017(11).