管道防腐层的检查与分析技术研究

【摘要】油气水等流体的输送，大量的采用了管道输送的方式，并且这种方式已经得到的广泛的开发利用，在流体输送工作中发挥着重要的作用，目前输送管道的材质一般为钢材，影响钢材质量和寿命的主要因素就是管道的腐蚀，为了减少管道的腐蚀，目前主要物理涂层和电化学防腐，其中通过对管道涂加防腐层的方法，可以有效的提高管道的寿命和性能。目前管道的防腐层由于复杂的条件和各种因素的影响，容易失去防腐效果。因此研究防腐层的缺陷的检查和评价研究对于精确高效的了解防腐的状况具有重要的意义。文中分析了管道防腐层监测的原理和仪器，研究了管线安全运行的评价方法，研究对于管道防腐技术的发展具有重要的意义。

【关键词】管道 防腐层 检查 分析 评价

随着现在能源市场需求的急速增加，油气资源的开发得到了快速发展，管道运输业也在世界范围内迅速兴起，成为油气运输的主要方式之一。管道运输在油气运输中有着无可替代的优势，并且已经形成了许多地区性、全国性的油气运输管道网。虽然管道运输已经成为现代油气运输的主要方式，但随着油气管道管龄的增长或者管道腐蚀和施工缺陷等问题，管道运输安全事故问题频繁发生。油气管道的损坏主要由外壁腐蚀引起的，特别是在油气管道泄漏事故中，超过一半的也是由腐蚀造成的。管道的腐蚀不仅能造成油气泄漏的损失，而且还会造成停工停产，甚至还会引起泄漏油气火灾，危害巨大。特别是天然气管道，一旦发生腐蚀泄漏，就会引起爆炸，不仅引起巨大的经济损失，而且会威胁到人身安全。但是管道的腐蚀是在油气运输中是不可避免的，如何进行管道防腐已经成为管道运输业研究的重要课题。当前，管道防腐主要采取选用正确的金属材料，改变防腐环境，增加管道防腐层的覆盖。

1 管道防腐技术以及防腐层的检查技术

管道运输业成为当前国民经济的命脉，管道的安全问题日渐突出，管道的腐蚀已经成为当前管道运输业发展的重要安全问题。当前针对管道的腐蚀，主要采用防腐涂层进行保护，让防腐材料均匀的涂抹在管道表面，防止腐蚀介质与金属管道相接触，进行管道防腐。因为管道所处的地理环境很复杂，腐蚀介质对于管道的腐蚀的作用就不相同。同时，任何材料的防腐涂层都会老化，而且特别是在管道进行涂层的施工过程中，涂管道的时候难免会存在吸水、透氧等现象，引起管道的局部腐蚀。所以，总体来说，物理防腐的效果在实际防腐中的效果并不是很理想。而防腐涂层与电化学保护法的联合应用，就能弥补了物理防腐的缺陷，真正地达到了金属管道防腐的作用。电化学法防腐主要是指阴极保护技术法，利用强制电流和牺牲阳极的方法，在杂散的电流排出过程中，使管道上保留一定的负电位，从而使管道得到阴极保护，达到防腐的目的。阴极保护技术中的主要参数有自然腐蚀电位、保护电流密度和保护电位。当前的极阴保护监测系统已经能够做到检测准确、可进行储存和远距离传输。当管道采用防腐层和电化学联合方法进行防腐时，对于防腐层的保护是最重要的，所以，对于防腐层的检测显得尤为重要。防腐层检测的仪器一定要准确、客观和高效的对管道防腐层进行检测。因此，完善管道防腐层质量检测技术是管道安全运行的重要保证，必须加强管道防腐层质量检测技术的提高。

2 防腐层缺陷综合检测原理及仪器设计

管道金属的腐蚀是影响管道使用寿命的关键因素，而且管道的腐蚀是一个电化学过程。物理防腐层能够阻止水和氧化分子与金属管道接触从而进行防腐，但实际过程中，由于在实施物理涂层过程中存在缺陷和随着时间的推移物理防护层的老化，导致物理防腐的作用并不是绝对的。由于防腐涂层的老化，电解溶解会渗透到金属管道上，在界面形成微电池。这种在防腐涂层下的腐蚀就属于电化学腐蚀的范围了，因此利用电化学研究方法来评价、检测防腐的缺陷以及使用寿命具有相当的优越性。电化学方法的主要包括电路的选取、研究方法以及测试体系的建立。具有完整防腐体系的金属管道，涂层的电阻会很大，电容很小。但随着时间推移，电解质慢慢透过防腐涂层到达金属管道，在界面处形成腐蚀反应微电池，就会改变电涂层的电阻和涂层电容，最终引起涂层电容值增大和涂层电阻值下降。在研究电路防腐体系时，主要是运用阻抗谱技术，用来评价有机涂层防护性。这种技术能够在不同的频段得到准确的涂层电阻、电容的信息。对防腐层进行等效电路分析，可知防腐层的破损和剥离具有相同的等效电路。对被检测的防腐层加上小幅度正弦电流激励，可以对防腐层的缺陷进行区分。

3 管道安全运行综合评价

管道的安全运行是个系统工程，对于油气的储运具有十分重要的意义。不管是进行日常管道维护，还是了解管道及其防腐层的状况，以及对于管道未来运行状况进行科学的判断，都必须进行管道检测。管道检测是进行管道安全评价的基础，主要包括防腐层及金属管道的腐蚀情况评价和管道寿命情况的评价。因此，要有计划的对各个管道线路进行防腐性能检测，建立数据库，及时了解管道线路的腐蚀情况。而正确的评价方法能够及时准确的确定管道的损坏情况，从而制订有效的管道运行管理方式，大大提高管道的安全性能和有效的延长金属管道的使用寿命。对于管道安全的综合评价，是为了找出最有可能发生腐蚀的管段，进行重点保护。管道安全的综合评价需要将管道的腐蚀与环境、保护措施进行联系，统筹考虑，才能正确的反应腐蚀过程。管道的综合评价能够对管道的腐蚀和防护进行分级，集中资金和力量，重点解决主要腐蚀管段。对于管道安全的综合评价主要依靠个参数进行评价，即自然电位、腐蚀电流密度、管道防腐层的状况以及极阴保护的有效性。现在管道防腐主要通过防腐层和极阴保护联合的方式进行保护，因此，评价管道防腐系统技术状况的两个重要因素就是管道防腐层的技术和阴极保护的有效性。

4 结束语

当前，管道运输业已经成为我国国民经济发展的动力，是我国国民经济的新增长点。特别是西部大开发后，管道运输业进入高速发展期。随着管道运输业的发展，管道安全事故频发，维护管道安全成为管道发展的重要课题。而只有经过管道防腐层缺陷检测，正确的评价管道当前的状态，才能为防腐层修复提供科学依据，进而延长管道的使用寿命，维护管道系统的安全运行。本文通过分析管道防腐层等效电路，介绍了阻抗谱技术，证明了电化学理论在管道涂层缺陷检测中的重要作用。同时，通过对管道安全进行综合评价，建立了防腐层与管体的综合评价系统，为管道安全运行提供的科学依据。

参考文献

[1] 王强编著，地下金属管道的腐蚀与阴极保护[M].西宁：青海人民出版社，1984

[2] H.E.毕勒等著，合理的防腐蚀设计[M].赵克勤译，北京：化学工业出版社，1990

[3] 俞蓉蓉等主编，地下金属管道的腐蚀与防护[M].北京：石油工业出版社，1998