管道防腐層的檢查與分析技術(shù)研究
隨著現(xiàn)在能源市場需求的急速增加，油氣資源的開發(fā)得到了快速發(fā)展，管道運(yùn)輸業(yè)也在世界范圍內(nèi)迅速興起，成為油氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞街�。管道運(yùn)輸在油氣運(yùn)輸中有著無可替代的優(yōu)勢，并且已經(jīng)形成了許多地區(qū)性、全國性的油氣運(yùn)輸管道網(wǎng)。雖然管道運(yùn)輸已經(jīng)成為現(xiàn)代油氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞�，但隨著油氣管道管齡的增長或者管道腐蝕和施工缺陷等問題，管道運(yùn)輸安全事故問題頻繁發(fā)生。油氣管道的損壞主要由外壁腐蝕引起的，特別是在油氣管道泄漏事故中，超過一半的也是由腐蝕造成的。管道的腐蝕不僅能造成油氣泄漏的損失，而且還會造成停工停產(chǎn)，甚至還會引起泄漏油氣火災(zāi)，危害巨大。特別是天然氣管道，一旦發(fā)生腐蝕泄漏，就會引起爆炸，不僅引起巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會威脅到人身安全。但是管道的腐蝕是在油氣運(yùn)輸中是不可避免的，如何進(jìn)行管道防腐已經(jīng)成為管道運(yùn)輸業(yè)研究的重要課題。當(dāng)前，管道防腐主要采取選用正確的金屬材料，改變防腐環(huán)境，增加管道防腐層的覆蓋。
1 管道防腐技術(shù)以及防腐層的檢查技術(shù)
管道運(yùn)輸業(yè)成為當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)的命脈，管道的安全問題日漸突出，管道的腐蝕已經(jīng)成為當(dāng)前管道運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的重要安全問題。當(dāng)前針對管道的腐蝕，主要采用防腐涂層進(jìn)行保護(hù)，讓防腐材料均勻的涂抹在管道表面，防止腐蝕介質(zhì)與金屬管道相接觸，進(jìn)行管道防腐。因為管道所處的地理環(huán)境很復(fù)雜，腐蝕介質(zhì)對于管道的腐蝕的作用就不相同。同時，任何材料的防腐涂層都會老化，而且特別是在管道進(jìn)行涂層的施工過程中，涂管道的時候難免會存在吸水、透氧等現(xiàn)象，引起管道的局部腐蝕。所以，總體來說，物理防腐的效果在實際防腐中的效果并不是很理想。而防腐涂層與電化學(xué)保護(hù)法的聯(lián)合應(yīng)用，就能彌補(bǔ)了物理防腐的缺陷，真正地達(dá)到了金屬管道防腐的作用。電化學(xué)法防腐主要是指陰極保護(hù)技術(shù)法，利用強(qiáng)制電流和犧牲陽極的方法，在雜散的電流排出過程中，使管道上保留一定的負(fù)電位，從而使管道得到陰極保護(hù)，達(dá)到防腐的目的。陰極保護(hù)技術(shù)中的主要參數(shù)有自然腐蝕電位、保護(hù)電流密度和保護(hù)電位。當(dāng)前的極陰保護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)能夠做到檢測準(zhǔn)確、可進(jìn)行儲存和遠(yuǎn)距離傳輸。當(dāng)管道采用防腐層和電化學(xué)聯(lián)合方法進(jìn)行防腐時，對于防腐層的保護(hù)是最重要的，所以，對于防腐層的檢測顯得尤為重要。防腐層檢測的儀器一定要準(zhǔn)確、客觀和高效的對管道防腐層進(jìn)行檢測。因此，完善管道防腐層質(zhì)量檢測技術(shù)是管道安全運(yùn)行的重要保證，必須加強(qiáng)管道防腐層質(zhì)量檢測技術(shù)的提高。
2 防腐層缺陷綜合檢測原理及儀器設(shè)計
管道金屬的腐蝕是影響管道使用壽命的關(guān)鍵因素，而且管道的腐蝕是一個電化學(xué)過程。物理防腐層能夠阻止水和氧化分子與金屬管道接觸從而進(jìn)行防腐，但實際過程中，由于在實施物理涂層過程中存在缺陷和隨著時間的推移物理防護(hù)層的老化，導(dǎo)致物理防腐的作用并不是絕對的。由于防腐涂層的老化，電解溶解會滲透到金屬管道上，在界面形成微電池。這種在防腐涂層下的腐蝕就屬于電化學(xué)腐蝕的范圍了，因此利用電化學(xué)研究方法來評價、檢測防腐的缺陷以及使用壽命具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性。電化學(xué)方法的主要包括電路的選取、研究方法以及測試體系的建立。具有完整防腐體系的金屬管道，涂層的電阻會很大，電容很小。但隨著時間推移，電解質(zhì)慢慢透過防腐涂層到達(dá)金屬管道，在界面處形成腐蝕反應(yīng)微電池，就會改變電涂層的電阻和涂層電容，最終引起涂層電容值增大和涂層電阻值下降。在研究電路防腐體系時，主要是運(yùn)用阻抗譜技術(shù)，用來評價有機(jī)涂層防護(hù)性。這種技術(shù)能夠在不同的頻段得到準(zhǔn)確的涂層電阻、電容的信息。對防腐層進(jìn)行等效電路分析，可知防腐層的破損和剝離具有相同的等效電路。對被檢測的防腐層加上小幅度正弦電流激勵，可以對防腐層的缺陷進(jìn)行區(qū)分。
3 管道安全運(yùn)行綜合評價
管道的安全運(yùn)行是個系統(tǒng)工程，對于油氣的儲運(yùn)具有十分重要的意義。不管是進(jìn)行日常管道維護(hù)，還是了解管道及其防腐層的狀況，以及對于管道未來運(yùn)行狀況進(jìn)行科學(xué)的判斷，都必須進(jìn)行管道檢測。管道檢測是進(jìn)行管道安全評價的基礎(chǔ)，主要包括防腐層及金屬管道的腐蝕情況評價和管道壽命情況的評價。因此，要有計劃的對各個管道線路進(jìn)行防腐性能檢測，建立數(shù)據(jù)庫，及時了解管道線路的腐蝕情況。而正確的評價方法能夠及時準(zhǔn)確的確定管道的損壞情況，從而制訂有效的管道運(yùn)行管理方式，大大提高管道的安全性能和有效的延長金屬管道的使用壽命。對于管道安全的綜合評價，是為了找出最有可能發(fā)生腐蝕的管段，進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。管道安全的綜合評價需要將管道的腐蝕與環(huán)境、保護(hù)措施進(jìn)行聯(lián)系，統(tǒng)籌考慮，才能正確的反應(yīng)腐蝕過程。管道的綜合評價能夠?qū)艿赖母g和防護(hù)進(jìn)行分級，集中資金和力量，重點(diǎn)解決主要腐蝕管段。對于管道安全的綜合評價主要依靠個參數(shù)進(jìn)行評價，即自然電位、腐蝕電流密度、管道防腐層的狀況以及極陰保護(hù)的有效性。現(xiàn)在管道防腐主要通過防腐層和極陰保護(hù)聯(lián)合的方式進(jìn)行保護(hù)，因此，評價管道防腐系統(tǒng)技術(shù)狀況的兩個重要因素就是管道防腐層的技術(shù)和陰極保護(hù)的有效性。
4 結(jié)束語
當(dāng)前，管道運(yùn)輸業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力，是我國國民經(jīng)濟(jì)的新增長點(diǎn)。特別是西部大開發(fā)后，管道運(yùn)輸業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期。隨著管道運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，管道安全事故頻發(fā)，維護(hù)管道安全成為管道發(fā)展的重要課題。而只有經(jīng)過管道防腐層缺陷檢測，正確的評價管道當(dāng)前的狀態(tài)，才能為防腐層修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而延長管道的使用壽命，維護(hù)管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本文通過分析管道防腐層等效電路，介紹了阻抗譜技術(shù)，證明了電化學(xué)理論在管道涂層缺陷檢測中的重要作用。同時，通過對管道安全進(jìn)行綜合評價，建立了防腐層與管體的綜合評價系統(tǒng)，為管道安全運(yùn)行提供的科學(xué)依據(jù)。
