致力开发防腐新品共筑石油管道安全防线

2017-04-20 11:00:52 作者：王妮来源：《腐蚀防护之友》分享至：

从 1970 年至今，中国经历了4 次管道建设的高潮，建成油气管道总里程已超过 12 万公里油气管网。众所周知，石油管道工程不同于一般的管道，主要原因就在于运送的介质为石油，一旦管道腐蚀，就会造成石油的大量流失，给人们带了较大的灾难和经济损失。如何做好防腐措施，保证石油行业的运输安全呢？带着这一系列的疑问，本刊采访了中国石油天然气管道科学研究院防腐研究所的李建忠所长。

中国石油天然气管道科学研究院防腐研究所是从事管道（储罐）防腐的专业化研发机构，从 20 世纪八十年代起就致力于管道与储罐系列化防腐材料和其他功能性防护材料的开发，产品覆盖管道全产业链，引领管道行业防腐材料发展方向。

李所长从事石油管道防腐蚀工作多年，经验丰富。他认为，石油本身的特性较为复杂，因此在管道工程方面的要求也很多，比方说石油管道工程必须能够长期地使用，并且要具有强烈的耐蚀性。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处于深海，需针对不同的腐蚀环境进行不同防腐蚀处理措施。石油管道防腐蚀已经成为石油化工企业特别关注的问题，利用最佳技术实现腐蚀控制最大化一直是李所长研究的重点，他结合中国石油天然气管道科学研究院多年的工程实践经验，来对管道防腐蚀情况进行一一介绍。

记者：贵单位从 20 世纪 80 年代开始致力于致力于管道与储罐系列化防腐材料和其他功能性防护材料的开发，请您谈谈贵单位目前在此领域的研发现状？

李所长： 我国石油管道工程的发展可追溯到上世纪七十年代，中国石油天然气管道科学研究院成立于 1984 年，致力于管道与储罐系列化防腐材料和其他功能性防护材料的开发。经过多年的发展，它成为国家工程实验室防腐实验室的组成部分，成为集团公司管道工程技术试验基地，也成为 NACE 中国分会管道技术委员会主席单位，也是西气东输、西部管道、东南亚管道公司、管道公司、川气东送管道防腐技术服务的入围单位。

目前，中国石油天然气管道科学研究院的业务范围包括，防腐材料开发、电化学保护技术研究、腐蚀检测技术研究、材料测试评价、防腐施工技术研究、防腐标准研究、非金属管道研究、对外技术服务等。特别值得一提的是，在经过几代人的艰苦奋斗和技术攻关后，中国石油天然气管道科学研究院的石油管道防腐技术已经有了显著的发展。其中，管道主体防腐层技术与补口技术实现国际同步发展。

中国石油天然气管道科学研究院多年来始终坚持以科学技术是第一生产力为指导思想，积极进取，勇于开拓，共承担 200 多项研究课题，取得科研成果170余项。其中，获国家级奖励7项，省部级奖励 20 余项，局级奖励 92 项，开发出国家级新产品 6 项。科研成果与技术得到广泛应用，成果转化率在全国石油行业居于前列，为推进管道科技进步，发挥了重要而积极的作用。

记者：贵单位的管道主体防腐层技术与国际同步发展。请您谈谈贵单位在管道防腐技术方面取得了哪些成果以及有哪些关键性的技术？

李所长： 石油天然气管道经过多年的发展，在材质和整体的结构上具有很大的进步。就目前的情况而言，多数的石油天然气管道都是钢质结构，这种结构在外部因素的作用下，会引起管道的破坏或者腐蚀的情况产生。腐蚀对于油气管道工程而言，是非常危险的一件事，如果石油或天然气在腐蚀的部分渗出，不仅仅对环境会产生很大的负面影响，同时会造成严重的安全问题。

在石油天然气管道工程防腐技术方面，中国石油天然气管道科学研究院防腐研究所投入了大量的科研精力，并取得了阶段性的成果。

针对石油天然气管道腐蚀的特点，我们进行了有效分析，在此基础上制定了一系列防腐方式方法。

首先是陆上管道外部主体的防腐，针对陆上管道不同的外部腐蚀环境，研制出了石油沥青、煤焦油瓷漆、环氧煤沥青、熔结环氧粉末等涂层结构，并对3PE防腐层应用技术进行了深入的研究。其中煤焦油瓷漆是由高温煤焦油分馏得到的重质馏分和沥青，添加煤粉和填料，经加热熬制所得制品。煤焦油磁漆具有粘结力强，吸水率低，绝缘性能好，耐细菌腐蚀，抗植物根茎穿透，耐石油及其产品溶解，抗土壤应力，耐阴极剥离及寿命长等优点。而且煤焦油磁漆价格便宜，经济实用，防腐保护寿命长达50-60 年。据统计，中国石油天然气管道科学研究院已经使用煤焦油磁漆在国内外的管线建设中使用了上万公里。

其次，对于其他环境中的石油天然气管道防腐，根据环境不同采用不同的防腐结构。石油管道无论是埋在地下、裸露于地表，还是处于海洋环境中都会受来自环境的腐蚀。对于裸露于地表的石油管道我们会选择耐候涂料进行防腐，耐候材料包括聚氨酯、聚脲、氟碳涂料等；在海洋环境中的石油天然气管道，考虑使用低吸水涂料进行防腐处理，低吸水涂料包括煤焦油瓷漆、沥青、3PE 等。在化工强腐蚀环境中，对于石油管道的防护对使用耐酸碱盐涂料，包括酚醛、四氟乙烯类聚合物。在高温环境中，对于石油管道的防腐使用耐高温涂料，比如一些有机硅类聚合物。在磨损的环境中，我们将使用刚玉、金刚砂加酚醛树脂等耐磨涂料对其进行防腐。

记者：管道补口防腐层具有多样化特点，贵单位研发的管道补口处研发的产品已经具有国际前沿水平。请您介绍下贵单位的一些管道补口处的防腐产品的优点和特性？

李所长： 科技创新始终是引领国家发展和人类进步的关键动力。我们在石油防护工作中更是注重科技进步和自主创新，以科技抢占未来发展制高点，瞄准世界管道建设前沿科技和最高水平。我们管道补口处研发的产品已经具有国际前沿水平，有热缩压敏带、粘弹体防腐胶带、液体环氧补口涂料、及无溶剂聚氨酯补口涂料。

无溶剂内减阻

鞍山

其中，热缩压敏带是为了解决在役老管线的补口开挖修复和新建油气管线的补口防腐所研究生产的一种防腐新产品，该种材料具有优异的耐水、耐化学腐蚀和长期抗阴极剥离性能，与钢、PE、底漆 / 钢粘接性能良好，还具有自修复功能和抗土壤应力功能。

粘弹体防腐胶带是一种新型的防腐材料，它具有操作工艺简单，无需火烤，受环境及人员技术水平影响较小等特点，且其防腐效果十分优异，防腐年限可达 30a 以上，是一种可广泛应用于石油天然气管道防腐层修复及管道配套异型件防腐的理想材料。

聚氨酯涂料具有防腐层质量稳定、作业速度快、检测方便可靠等优点，最大限度地消除了补口防腐层作业过程中人为因素的影响，保证补口防腐层的一致性和可靠性。这项技术打破了传统只用热收缩套补口的格局，填补了我国管道建设在这一领域的空白。

记者：我国石化行业在管道防腐方面与国外是否存在差距？请您谈谈的看法？

李所长：我国管道防腐层的应用现状控制埋地钢质管道腐蚀的主要手段是防腐层加阴极保护。在某种程度上，防腐层质量决定着管道的使用寿命。与国外一样，我国管道防腐层的应用也是从沥青类防腐层开始的，自 20 世纪 50 年代的第一条克独长输管道到 70 年代的东北输油管道等都采用了石油沥青防腐层；70年代后期至 80 年代，国外防腐层的新技术胶带、夹克、环氧粉末等防腐材料在我国相继投入使用；80 年代至 90 年代中期是各种防腐层发展、竞争的时期；90 年代后期，熔结环氧粉末（FBE）和三层聚乙烯（三层 PE）两种防腐层己逐渐形成主流，作为世界最新的防腐材料，双层环氧也有少量的应用。

目前，我国防腐层基本实现了标准化，某些技术参数己经达到了国外的先进水平，己建的国内外长输管道的防腐层材料主要为熔结环氧粉末、三层聚乙烯和少量的煤焦油瓷漆；油田内部主要集输管道的防腐层材料多为熔结环氧粉末、三层聚乙烯，非主要管道的防腐层材料仍然为石油沥青类。但是，我国防腐技术仍然存在的差距，防腐层材料质量仍有提高空间，不论是聚乙烯材料，还是粉末材料，较国外产品仍有差距，所以在在材料的生产和研究方面还应进行深入研究。

从客观方面来说，目前世界上任何一个国家都不具备十全十美的石油管道防腐的对策。任何的防腐措施都会存在失效的可能性，所以说，腐蚀是没办法避免的。我们只能是最大程度的降低腐蚀的速度和范围。

记者：未来我国石化行业在管道与储罐系列化防腐材料和其他功能性防护材料的开发方面，将向哪些方向发展？谈谈您的展望和看法？

李所长：当前，世界各国均十分重视对腐蚀控制问题的研究，在管道防腐涂层领域也取得了许多成果，各种新材料、新技术不断涌现。其中 1）双层环氧是将单层 FBE 的防腐性能与表层塑性 FBE 的抗机械损伤性能结合在一起，表现出粘结性能强、使用温度高（-60 ～ 100℃ ）、耐土壤应力、耐冲击能力和抗阴极剥离性能好的特点。2）环氧 / 改性聚乙烯粉末防腐层是在 FBE防腐层上喷涂一层改性聚乙烯保护层，比传统的三层 PE 有所进步，其性能与双层 FBE 相似。3）液态聚氨酯防腐涂料（PU）。液态聚氨酯无溶剂、施工简单、防腐层质量好并且有利环保，尤其适用于补伤、补口及旧防腐层的修复，已经成为目前国际上管道外防腐层修复的主要材料。4）纳米改性材料涂层利用纳米技术对有机涂层防腐材料进行改性，可有效提高其综合性能，特别是增加材料的机械强度、硬度、附着力，提高耐光性、耐老化性、耐候性等。

● 人物简介

李建忠，男，高级工程师，中国石油天然气管道科学研究院防腐研究所所长，中石油优秀科技工作者，管道局腐蚀与防护专业学术带头人。1995年7月毕业于北京航空航天大学，长期从事长输管道及储罐防腐材料开发和管道阴极保护及干扰防护技术研究，在管道外腐蚀评价和控制方面积累了丰富的经验。先后承担并完成中石油集团公司和管道局科研项目20余项，在省级以上刊物发表论文10余篇，授权国家发明专利5项，获得局级和集团公司奖项12项。

管道防腐，决定着建成投运后的管道寿命。作为一家从事管道防腐蚀研究的企业，中国石油天然气管道科学研究院从中国的国情出发，研究开发出许多达到国际水平的管道防腐蚀材料和技术，最大程度地降低腐蚀的速度和范围。

后记：

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