本文介绍了几个国外项目油气储运设施腐蚀现状，主要防腐措施及误区，以及针对某些项目具体问题的最新研发成果。

 

    文| 郭　超　中国石油工程建设公司北京设计分公司

 

    随着中国综合国力和科技实力的增强， 国内一些专业公司逐步迈出国门走向世界。国内石油天然气行业的一些专业公司通过以总承包、合资或合作的形式，在国际油气开采、炼化加工行业不断开拓进取，为促进国际间的交流合作、加快当地经济发展、保障我国的能源动脉畅通做出了重要贡献。作为油气建设企业一名专业防腐工程师，笔者在执行这些项目的过程中，有幸接触到相关国家和地区的腐蚀现状、防腐手段以及存在的部分具体问题，本文对这些信息进行了简单总结，给各位读者做简要介绍。

 

    国外油气装置腐蚀现状

 

    根据国际能源分布，目前我公司的业务范围主要分布在中东、非洲、中亚、北美等油气资源较丰富的地区。这些地区的腐蚀情况根据油气成份、当地自然环境、社会面貌等因素有所不同。例如，伊朗和伊拉克原油产出水中氯离子含量较高，伴生气硫化氢含量较高，土库曼天然气中硫化氢含量较高，南苏丹原油伴生气中二氧化碳含量较高，加拿大油砂由于开采工艺的原因二氧化碳含量较高。这些油气特性对相应地区的油气田地面建设项目腐蚀与防护措施方案的确定造成很大挑战。其次， 各地自然环境也对油气设施的防腐造成很大影响，例如伊拉克南部地区为强盐碱性土质，腐蚀性较强。阿尔及利亚地中海沿岸为地中海海洋性气候，地下水位高，空气湿度大， 地上设施腐蚀情况较严重。另外， 还有因为战乱等社会不稳定因素造成部分国家的防腐措施停滞， 引起部分国家和地区的油气设施腐蚀情况加剧，造成较大的经济损失。图1 为伊拉克某油田因为长期无腐蚀监测和维护造成原油储罐腐蚀严重而对该储罐停产， 进行底板更换工作。

图1　伊拉克某油田对腐蚀的储罐底板进行更换

 

    主要防腐措施及误区

 

    与国内外类似项目一样，选材、缓蚀剂、阴极保护和涂层防护是国外油气建设项目防腐的主要手段。但由于腐蚀属于一门交叉学科，很多工程公司没有防腐专业，对腐蚀缺乏正确的认识和重视。例如目前很多设计公司将防腐领域的选材、缓蚀剂筛选、阴极保护和涂层防护分属于不同的部门。这些部门之间又缺乏沟通，因此在油气防腐方面也存在一些误区。而在实际的工作过程中防腐工程师不但要兼顾这些内容，还要与工艺、设备、配管、电气、土建等专业紧密配合才能保证防腐专业的工作尽量满足项目的需要。例如在长输埋地管线的设计过程中为保证热缩套补口的质量和效果应尽量避免使用弯头，特别是如图2 所示的小角度弯头。在实际安装过程中该角度完全可以通过弹性敷设实现。
 

图2　小角度弯头在长输地管中的使用

 

    在现场施工过程中由于对防腐手段的原理不了解也很容易形成一些错误做法。如图3 所示，在储罐内部施工阶段底板上的牺牲阳极过早安装。在对罐内进行内防腐喷涂过程并没有对这些阳极进行保护， 造成阳极表面形成漆膜，如图3（A）、（B） 所示。但在大罐充水沉降时反而将牺牲阳极用塑料布缠裹，使其无法发挥牺牲阳极的作用，失去对储罐的保护，如图3（C）、（D）所示。

 

    另外，还有一些在国内已经长期形成惯例的做法缺乏防腐方面的理论支持，且与国外的相关标准相悖。例如国内储罐很多在罐底板下先铺一层沥青砂防腐，然后再沥青砂下面铺设阳极。API 651 明确指出这种做法不合理，因为沥青砂层阻碍了阴极保护电流的通过，降低了阴极保护的效果。MMO 阳极规格由于缺少统一的标准也存在较多问题，例如在海外项目的投标文件中大部分厂家对MMO 柔性阳极的最大输出电流描述存在矛盾，认为MMO 阳极最大输出电流密度为100A/m2，但直径1mm 的阳极最大单位发电量仅为52mA/m。究其原因可能是因为GB21448 中规定了导电聚合物柔性阳极发电量为52mA/m，若按100A/m2 的输出电流密度计算，直径1mm 的MMO 柔性阳极发电量应为314mA/m，工作电流为52mA/m 的MMO 柔性阳极实际上是不满足GB21448 第5.2.5.5 条规定的不合格产品。

    部分海外项目防腐手段的变革和创新

 

    在部分海外项目的执行过程中，根据项目的实际情况和相关的理论依据对传统的防腐手段进行了变革，在保证防腐效果的前提下兼顾了施工便利、经济合理。例如在伊拉克某项目场站3PE 防腐地管的补口时，针对工期紧、热缩套补口长期不达标的情况， 论证了用复合型环氧补口的做法。该涂层有较好的强度和结合力，且与阴极保护系统有更好的兼容性。因此在本项目已经设计阴极保护的情况下，通过现场试验证实了该涂层在补口方面的可靠性，并通过了伊拉克石油部主管科技部门的批准。

 

    目前储罐内外壁涂层是油气设施防腐研究的一个重点和难点，在以往项目中很多储罐的涂层都出现了问题。对此中石油工程建设板块专门对《储油罐长效涂层防护技术应用研究》进行科研立项研究。目前该课题已经顺利结题，取得的成果主要包括：研究了纳米金属颗粒复合高分子储罐涂层的性能，开发了金属纤维导静电涂层，以及配套的复合涂料混合装置、涂敷工艺与装置和施工标准，并开发了基于导电性的涂层耐磨性定量测试装置。为储罐防腐从焊缝处理、涂料配方、混合工艺、涂覆工艺、涂层检测方法等方面进行了一系列的创新，共申请了7 项发明专利和1 项实用新型专利。有力保证了我单位在储罐防腐方面的技术优势。

 

    作为阴极保护系统的核心组件之一， 外加电流辅助阳极材料长期以来也是本领域的研究热点。在部分工程实践中传统阳极的性能难以满足实际需要。例如阿尔及利亚某项目阴保电流需要量较大，但由于该项目是老厂区改造项目可用于安装阳极的区域十分有限。若采用传统的阳极材料， 在考虑到阳极数量和阳极间效应的影响后， 该空间不足以安装满足项目需要的阳极数量。为此我们进行了碳纳米管增强MMO 高性能阳极材料的研发，所研发产品不但大幅度提高了传统阳极的发电量，也增强了电极材料的致密性，获得国家发明专利授权，并获得NACE International2011 年度和2012 年度十大腐蚀创新提名。采用这种拥有自主知识产权的高发电量阳极解决埋地管线的阴保问题取得了满意的效果，得到了当地炼厂等单位的认可。

 

    小结

 

    在海外油气建设项目中，防腐专业需要结合其他相关专业的内容从选材、缓蚀、阴保、涂层等方面综合考虑，通过合理、经济的设计和方案实现项目的生产目标。防腐专业的工作内容既关乎整个项目的安全稳定运行，又是项目外在形象的执行着， 其作用越来越受到人们的重视。即便如此， 在以后的工作中我们仍需不断增强与相关专业的沟通，进一步学习相关标准、规范， 积极创新、进取，以满足我国油气行业防腐技术在相应工程领域中的优势和竞争力。