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致力開發(fā)防腐新品共筑石油管道安全防線

2017-04-20 11:00:52 作者：王妮來源：《腐蝕防護(hù)之友》分享至：

從 1970 年至今，中國經(jīng)歷了4 次管道建設(shè)的高潮，建成油氣管道總里程已超過 12 萬公里油氣管網(wǎng)。眾所周知，石油管道工程不同于一般的管道，主要原因就在于運(yùn)送的介質(zhì)為石油，一旦管道腐蝕，就會造成石油的大量流失，給人們帶了較大的災(zāi)難和經(jīng)濟(jì)損失。如何做好防腐措施，保證石油行業(yè)的運(yùn)輸安全呢？帶著這一系列的疑問，本刊采訪了中國石油天然氣管道科學(xué)研究院防腐研究所的李建忠所長。

中國石油天然氣管道科學(xué)研究院防腐研究所是從事管道（儲罐）防腐的專業(yè)化研發(fā)機(jī)構(gòu)，從 20 世紀(jì)八十年代起就致力于管道與儲罐系列化防腐材料和其他功能性防護(hù)材料的開發(fā)，產(chǎn)品覆蓋管道全產(chǎn)業(yè)鏈，引領(lǐng)管道行業(yè)防腐材料發(fā)展方向。

李所長從事石油管道防腐蝕工作多年，經(jīng)驗(yàn)豐富。他認(rèn)為，石油本身的特性較為復(fù)雜，因此在管道工程方面的要求也很多，比方說石油管道工程必須能夠長期地使用，并且要具有強(qiáng)烈的耐蝕性。另一方面，有些石油管道是埋在地下的或是裸露于地表或者處于深海，需針對不同的腐蝕環(huán)境進(jìn)行不同防腐蝕處理措施。石油管道防腐蝕已經(jīng)成為石油化工企業(yè)特別關(guān)注的問題，利用最佳技術(shù)實(shí)現(xiàn)腐蝕控制最大化一直是李所長研究的重點(diǎn)，他結(jié)合中國石油天然氣管道科學(xué)研究院多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，來對管道防腐蝕情況進(jìn)行一一介紹。

記者：貴單位從 20 世紀(jì) 80 年代開始致力于致力于管道與儲罐系列化防腐材料和其他功能性防護(hù)材料的開發(fā)，請您談?wù)勝F單位目前在此領(lǐng)域的研發(fā)現(xiàn)狀？

李所長： 我國石油管道工程的發(fā)展可追溯到上世紀(jì)七十年代，中國石油天然氣管道科學(xué)研究院成立于 1984 年，致力于管道與儲罐系列化防腐材料和其他功能性防護(hù)材料的開發(fā)。經(jīng)過多年的發(fā)展，它成為國家工程實(shí)驗(yàn)室防腐實(shí)驗(yàn)室的組成部分，成為集團(tuán)公司管道工程技術(shù)試驗(yàn)基地，也成為 NACE 中國分會管道技術(shù)委員會主席單位，也是西氣東輸、西部管道、東南亞管道公司、管道公司、川氣東送管道防腐技術(shù)服務(wù)的入圍單位。

目前，中國石油天然氣管道科學(xué)研究院的業(yè)務(wù)范圍包括，防腐材料開發(fā)、電化學(xué)保護(hù)技術(shù)研究、腐蝕檢測技術(shù)研究、材料測試評價、防腐施工技術(shù)研究、防腐標(biāo)準(zhǔn)研究、非金屬管道研究、對外技術(shù)服務(wù)等。特別值得一提的是，在經(jīng)過幾代人的艱苦奮斗和技術(shù)攻關(guān)后，中國石油天然氣管道科學(xué)研究院的石油管道防腐技術(shù)已經(jīng)有了顯著的發(fā)展。其中，管道主體防腐層技術(shù)與補(bǔ)口技術(shù)實(shí)現(xiàn)國際同步發(fā)展。

中國石油天然氣管道科學(xué)研究院多年來始終堅持以科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力為指導(dǎo)思想，積極進(jìn)取，勇于開拓，共承擔(dān) 200 多項研究課題，取得科研成果170余項。其中，獲國家級獎勵7項，省部級獎勵 20 余項，局級獎勵 92 項，開發(fā)出國家級新產(chǎn)品 6 項。科研成果與技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，成果轉(zhuǎn)化率在全國石油行業(yè)居于前列，為推進(jìn)管道科技進(jìn)步，發(fā)揮了重要而積極的作用。

記者：貴單位的管道主體防腐層技術(shù)與國際同步發(fā)展。請您談?wù)勝F單位在管道防腐技術(shù)方面取得了哪些成果以及有哪些關(guān)鍵性的技術(shù)？

李所長： 石油天然氣管道經(jīng)過多年的發(fā)展，在材質(zhì)和整體的結(jié)構(gòu)上具有很大的進(jìn)步。就目前的情況而言，多數(shù)的石油天然氣管道都是鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在外部因素的作用下，會引起管道的破壞或者腐蝕的情況產(chǎn)生。腐蝕對于油氣管道工程而言，是非常危險的一件事，如果石油或天然氣在腐蝕的部分滲出，不僅僅對環(huán)境會產(chǎn)生很大的負(fù)面影響，同時會造成嚴(yán)重的安全問題。

在石油天然氣管道工程防腐技術(shù)方面，中國石油天然氣管道科學(xué)研究院防腐研究所投入了大量的科研精力，并取得了階段性的成果。

針對石油天然氣管道腐蝕的特點(diǎn)，我們進(jìn)行了有效分析，在此基礎(chǔ)上制定了一系列防腐方式方法。

首先是陸上管道外部主體的防腐，針對陸上管道不同的外部腐蝕環(huán)境，研制出了石油瀝青、煤焦油瓷漆、環(huán)氧煤瀝青、熔結(jié)環(huán)氧粉末等涂層結(jié)構(gòu)，并對3PE防腐層應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。其中煤焦油瓷漆是由高溫煤焦油分餾得到的重質(zhì)餾分和瀝青，添加煤粉和填料，經(jīng)加熱熬制所得制品。煤焦油磁漆具有粘結(jié)力強(qiáng)，吸水率低，絕緣性能好，耐細(xì)菌腐蝕，抗植物根莖穿透，耐石油及其產(chǎn)品溶解，抗土壤應(yīng)力，耐陰極剝離及壽命長等優(yōu)點(diǎn)。而且煤焦油磁漆價格便宜，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，防腐保護(hù)壽命長達(dá)50-60 年。據(jù)統(tǒng)計，中國石油天然氣管道科學(xué)研究院已經(jīng)使用煤焦油磁漆在國內(nèi)外的管線建設(shè)中使用了上萬公里。

其次，對于其他環(huán)境中的石油天然氣管道防腐，根據(jù)環(huán)境不同采用不同的防腐結(jié)構(gòu)。石油管道無論是埋在地下、裸露于地表，還是處于海洋環(huán)境中都會受來自環(huán)境的腐蝕。對于裸露于地表的石油管道我們會選擇耐候涂料進(jìn)行防腐，耐候材料包括聚氨酯、聚脲、氟碳涂料等；在海洋環(huán)境中的石油天然氣管道，考慮使用低吸水涂料進(jìn)行防腐處理，低吸水涂料包括煤焦油瓷漆、瀝青、3PE 等。在化工強(qiáng)腐蝕環(huán)境中，對于石油管道的防護(hù)對使用耐酸堿鹽涂料，包括酚醛、四氟乙烯類聚合物。在高溫環(huán)境中，對于石油管道的防腐使用耐高溫涂料，比如一些有機(jī)硅類聚合物。在磨損的環(huán)境中，我們將使用剛玉、金剛砂加酚醛樹脂等耐磨涂料對其進(jìn)行防腐。

記者：管道補(bǔ)口防腐層具有多樣化特點(diǎn)，貴單位研發(fā)的管道補(bǔ)口處研發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)具有國際前沿水平。請您介紹下貴單位的一些管道補(bǔ)口處的防腐產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)和特性？

李所長： 科技創(chuàng)新始終是引領(lǐng)國家發(fā)展和人類進(jìn)步的關(guān)鍵動力。我們在石油防護(hù)工作中更是注重科技進(jìn)步和自主創(chuàng)新，以科技搶占未來發(fā)展制高點(diǎn)，瞄準(zhǔn)世界管道建設(shè)前沿科技和最高水平。我們管道補(bǔ)口處研發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)具有國際前沿水平，有熱縮壓敏帶、粘彈體防腐膠帶、液體環(huán)氧補(bǔ)口涂料、及無溶劑聚氨酯補(bǔ)口涂料。

無溶劑內(nèi)減阻

鞍山

其中，熱縮壓敏帶是為了解決在役老管線的補(bǔ)口開挖修復(fù)和新建油氣管線的補(bǔ)口防腐所研究生產(chǎn)的一種防腐新產(chǎn)品，該種材料具有優(yōu)異的耐水、耐化學(xué)腐蝕和長期抗陰極剝離性能，與鋼、PE、底漆 / 鋼粘接性能良好，還具有自修復(fù)功能和抗土壤應(yīng)力功能。

粘彈體防腐膠帶是一種新型的防腐材料，它具有操作工藝簡單，無需火烤，受環(huán)境及人員技術(shù)水平影響較小等特點(diǎn)，且其防腐效果十分優(yōu)異，防腐年限可達(dá) 30a 以上，是一種可廣泛應(yīng)用于石油天然氣管道防腐層修復(fù)及管道配套異型件防腐的理想材料。

聚氨酯涂料具有防腐層質(zhì)量穩(wěn)定、作業(yè)速度快、檢測方便可靠等優(yōu)點(diǎn)，最大限度地消除了補(bǔ)口防腐層作業(yè)過程中人為因素的影響，保證補(bǔ)口防腐層的一致性和可靠性。這項技術(shù)打破了傳統(tǒng)只用熱收縮套補(bǔ)口的格局，填補(bǔ)了我國管道建設(shè)在這一領(lǐng)域的空白。

記者：我國石化行業(yè)在管道防腐方面與國外是否存在差距？請您談?wù)劦目捶ǎ?/span>

李所長：我國管道防腐層的應(yīng)用現(xiàn)狀控制埋地鋼質(zhì)管道腐蝕的主要手段是防腐層加陰極保護(hù)。在某種程度上，防腐層質(zhì)量決定著管道的使用壽命。與國外一樣，我國管道防腐層的應(yīng)用也是從瀝青類防腐層開始的，自 20 世紀(jì) 50 年代的第一條克獨(dú)長輸管道到 70 年代的東北輸油管道等都采用了石油瀝青防腐層；70年代后期至 80 年代，國外防腐層的新技術(shù)膠帶、夾克、環(huán)氧粉末等防腐材料在我國相繼投入使用；80 年代至 90 年代中期是各種防腐層發(fā)展、競爭的時期；90 年代后期，熔結(jié)環(huán)氧粉末（FBE）和三層聚乙烯（三層 PE）兩種防腐層己逐漸形成主流，作為世界最新的防腐材料，雙層環(huán)氧也有少量的應(yīng)用。

目前，我國防腐層基本實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，某些技術(shù)參數(shù)己經(jīng)達(dá)到了國外的先進(jìn)水平，己建的國內(nèi)外長輸管道的防腐層材料主要為熔結(jié)環(huán)氧粉末、三層聚乙烯和少量的煤焦油瓷漆；油田內(nèi)部主要集輸管道的防腐層材料多為熔結(jié)環(huán)氧粉末、三層聚乙烯，非主要管道的防腐層材料仍然為石油瀝青類。但是，我國防腐技術(shù)仍然存在的差距，防腐層材料質(zhì)量仍有提高空間，不論是聚乙烯材料，還是粉末材料，較國外產(chǎn)品仍有差距，所以在在材料的生產(chǎn)和研究方面還應(yīng)進(jìn)行深入研究。

從客觀方面來說，目前世界上任何一個國家都不具備十全十美的石油管道防腐的對策。任何的防腐措施都會存在失效的可能性，所以說，腐蝕是沒辦法避免的。我們只能是最大程度的降低腐蝕的速度和范圍。

記者：未來我國石化行業(yè)在管道與儲罐系列化防腐材料和其他功能性防護(hù)材料的開發(fā)方面，將向哪些方向發(fā)展？談?wù)勀恼雇涂捶ǎ?/span>

李所長：當(dāng)前，世界各國均十分重視對腐蝕控制問題的研究，在管道防腐涂層領(lǐng)域也取得了許多成果，各種新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。其中 1）雙層環(huán)氧是將單層 FBE 的防腐性能與表層塑性 FBE 的抗機(jī)械損傷性能結(jié)合在一起，表現(xiàn)出粘結(jié)性能強(qiáng)、使用溫度高（-60 ～ 100℃ ）、耐土壤應(yīng)力、耐沖擊能力和抗陰極剝離性能好的特點(diǎn)。2）環(huán)氧 / 改性聚乙烯粉末防腐層是在 FBE防腐層上噴涂一層改性聚乙烯保護(hù)層，比傳統(tǒng)的三層 PE 有所進(jìn)步，其性能與雙層 FBE 相似。3）液態(tài)聚氨酯防腐涂料（PU）。液態(tài)聚氨酯無溶劑、施工簡單、防腐層質(zhì)量好并且有利環(huán)保，尤其適用于補(bǔ)傷、補(bǔ)口及舊防腐層的修復(fù)，已經(jīng)成為目前國際上管道外防腐層修復(fù)的主要材料。4）納米改性材料涂層利用納米技術(shù)對有機(jī)涂層防腐材料進(jìn)行改性，可有效提高其綜合性能，特別是增加材料的機(jī)械強(qiáng)度、硬度、附著力，提高耐光性、耐老化性、耐候性等。

● 人物簡介

李建忠，男，高級工程師，中國石油天然氣管道科學(xué)研究院防腐研究所所長，中石油優(yōu)秀科技工作者，管道局腐蝕與防護(hù)專業(yè)學(xué)術(shù)帶頭人。1995年7月畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)，長期從事長輸管道及儲罐防腐材料開發(fā)和管道陰極保護(hù)及干擾防護(hù)技術(shù)研究，在管道外腐蝕評價和控制方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。先后承擔(dān)并完成中石油集團(tuán)公司和管道局科研項目20余項，在省級以上刊物發(fā)表論文10余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利5項，獲得局級和集團(tuán)公司獎項12項。

管道防腐，決定著建成投運(yùn)后的管道壽命。作為一家從事管道防腐蝕研究的企業(yè)，中國石油天然氣管道科學(xué)研究院從中國的國情出發(fā)，研究開發(fā)出許多達(dá)到國際水平的管道防腐蝕材料和技術(shù)，最大程度地降低腐蝕的速度和范圍。

后記：

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