隨著中國綜合國力和科技實力的增強，國內(nèi)一些專業(yè)公司逐步邁出國門走向世界。國內(nèi)石油天然氣行業(yè)的一些專業(yè)公司通過以總承包、合資或合作的形式，在國際油氣開采、煉化加工行業(yè)不斷開拓進(jìn)取，為促進(jìn)國際間的交流合作、加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、保障我國的能源動脈暢通做出了重要貢獻(xiàn)。作為油氣建設(shè)企業(yè)一名專業(yè)防腐工程師，筆者在執(zhí)行這些項目的過程中，有幸接觸到相關(guān)國家和地區(qū)的腐蝕現(xiàn)狀、防腐手段以及存在的部分具體問題，本文對這些信息進(jìn)行了簡單總結(jié)，給各位讀者做簡要介紹。
 

　　國外油氣裝置腐蝕現(xiàn)狀
 

　　根據(jù)國際能源分布，目前我公司的業(yè)務(wù)范圍主要分布在中東、非洲、中亞、北美等油氣資源較豐富的地區(qū)。這些地區(qū)的腐蝕情況根據(jù)油氣成份、當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、社會面貌等因素有所不同。例如，伊朗和伊拉克原油產(chǎn)出水中氯離子含量較高，伴生氣硫化氫含量較高，土庫曼天然氣中硫化氫含量較高，南蘇丹原油伴生氣中二氧化碳含量較高，加拿大油砂由于開采工藝的原因二氧化碳含量較高。這些油氣特性對相應(yīng)地區(qū)的油氣田地面建設(shè)項目腐蝕與防護(hù)措施方案的確定造成很大挑戰(zhàn)。其次，各地自然環(huán)境也對油氣設(shè)施的防腐造成很大影響，例如伊拉克南部地區(qū)為強鹽堿性土質(zhì)，腐蝕性較強。阿爾及利亞地中海沿岸為地中海海洋性氣候，地下水位高，空氣濕度大，地上設(shè)施腐蝕情況較嚴(yán)重。另外，還有因為戰(zhàn)亂等社會不穩(wěn)定因素造成部分國家的防腐措施停滯，引起部分國家和地區(qū)的油氣設(shè)施腐蝕情況加劇，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。圖1為伊拉克某油田因為長期無腐蝕監(jiān)測和維護(hù)造成原油儲罐腐蝕嚴(yán)重而對該儲罐停產(chǎn)，進(jìn)行底板更換工作。
 

圖1　伊拉克某油田對腐蝕的儲罐底板進(jìn)行更換

　　主要防腐措施及誤區(qū)
 

　　與國內(nèi)外類似項目一樣，選材、緩蝕劑、陰極保護(hù)和涂層防護(hù)是國外油氣建設(shè)項目防腐的主要手段。但由于腐蝕屬于一門交叉學(xué)科，很多工程公司沒有防腐專業(yè)，對腐蝕缺乏正確的認(rèn)識和重視。例如目前很多設(shè)計公司將防腐領(lǐng)域的選材、緩蝕劑篩選、陰極保護(hù)和涂層防護(hù)分屬于不同的部門。這些部門之間又缺乏溝通，因此在油氣防腐方面也存在一些誤區(qū)。而在實際的工作過程中防腐工程師不但要兼顧這些內(nèi)容，還要與工藝、設(shè)備、配管、電氣、土建等專業(yè)緊密配合才能保證防腐專業(yè)的工作盡量滿足項目的需要。例如在長輸埋地管線的設(shè)計過程中為保證熱縮套補口的質(zhì)量和效果應(yīng)盡量避免使用彎頭，特別是如圖2所示的小角度彎頭。在實際安裝過程中該角度完全可以通過彈性敷設(shè)實現(xiàn)。

圖2　小角度彎頭在長輸?shù)毓苤械氖褂?br />  

　　在現(xiàn)場施工過程中由于對防腐手段的原理不了解也很容易形成一些錯誤做法。如圖3所示，在儲罐內(nèi)部施工階段底板上的犧牲陽極過早安裝。在對罐內(nèi)進(jìn)行內(nèi)防腐噴涂過程并沒有對這些陽極進(jìn)行保護(hù)，造成陽極表面形成漆膜，如圖3（A）、（B）所示。但在大罐充水沉降時反而將犧牲陽極用塑料布纏裹，使其無法發(fā)揮犧牲陽極的作用，失去對儲罐的保護(hù)，如圖3（C）、（D）所示。
 

　　另外，還有一些在國內(nèi)已經(jīng)長期形成慣例的做法缺乏防腐方面的理論支持，且與國外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相悖。例如國內(nèi)儲罐很多在罐底板下先鋪一層瀝青砂防腐，然后再瀝青砂下面鋪設(shè)陽極。API 651明確指出這種做法不合理，因為瀝青砂層阻礙了陰極保護(hù)電流的通過，降低了陰極保護(hù)的效果。MMO陽極規(guī)格由于缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)也存在較多問題，例如在海外項目的投標(biāo)文件中大部分廠家對MMO柔性陽極的最大輸出電流描述存在矛盾，認(rèn)為MMO陽極最大輸出電流密度為100A/m2，但直徑1mm的陽極最大單位發(fā)電量僅為52mA/m。究其原因可能是因為GB21448中規(guī)定了導(dǎo)電聚合物柔性陽極發(fā)電量為52mA/m，若按100A/m2的輸出電流密度計算，直徑1mm的MMO柔性陽極發(fā)電量應(yīng)為314mA/m，工作電流為52mA/m的MMO柔性陽極實際上是不滿足GB21448第5.2.5.5條規(guī)定的不合格產(chǎn)品。
 

　　部分海外項目防腐手段的變革和創(chuàng)新
 

　　在部分海外項目的執(zhí)行過程中，根據(jù)項目的實際情況和相關(guān)的理論依據(jù)對傳統(tǒng)的防腐手段進(jìn)行了變革，在保證防腐效果的前提下兼顧了施工便利、經(jīng)濟(jì)合理。例如在伊拉克某項目場站3PE防腐地管的補口時，針對工期緊、熱縮套補口長期不達(dá)標(biāo)的情況，論證了用復(fù)合型環(huán)氧補口的做法。該涂層有較好的強度和結(jié)合力，且與陰極保護(hù)系統(tǒng)有更好的兼容性。因此在本項目已經(jīng)設(shè)計陰極保護(hù)的情況下，通過現(xiàn)場試驗證實了該涂層在補口方面的可靠性，并通過了伊拉克石油部主管科技部門的批準(zhǔn)。
 

　　目前儲罐內(nèi)外壁涂層是油氣設(shè)施防腐研究的一個重點和難點，在以往項目中很多儲罐的涂層都出現(xiàn)了問題。對此中石油工程建設(shè)板塊專門對《儲油罐長效涂層防護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究》進(jìn)行科研立項研究。目前該課題已經(jīng)順利結(jié)題，取得的成果主要包括：研究了納米金屬顆粒復(fù)合高分子儲罐涂層的性能，開發(fā)了金屬纖維導(dǎo)靜電涂層，以及配套的復(fù)合涂料混合裝置、涂敷工藝與裝置和施工標(biāo)準(zhǔn)，并開發(fā)了基于導(dǎo)電性的涂層耐磨性定量測試裝置。為儲罐防腐從焊縫處理、涂料配方、混合工藝、涂覆工藝、涂層檢測方法等方面進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新，共申請了7項發(fā)明專利和1項實用新型專利。有力保證了我單位在儲罐防腐方面的技術(shù)優(yōu)勢。
 

　　作為陰極保護(hù)系統(tǒng)的核心組件之一，外加電流輔助陽極材料長期以來也是本領(lǐng)域的研究熱點。在部分工程實踐中傳統(tǒng)陽極的性能難以滿足實際需要。例如阿爾及利亞某項目陰保電流需要量較大，但由于該項目是老廠區(qū)改造項目可用于安裝陽極的區(qū)域十分有限。若采用傳統(tǒng)的陽極材料，在考慮到陽極數(shù)量和陽極間效應(yīng)的影響后，該空間不足以安裝滿足項目需要的陽極數(shù)量。為此我們進(jìn)行了碳納米管增強MMO高性能陽極材料的研發(fā)，所研發(fā)產(chǎn)品不但大幅度提高了傳統(tǒng)陽極的發(fā)電量，也增強了電極材料的致密性，獲得國家發(fā)明專利授權(quán)，并獲得NACE International2011年度和2012年度十大腐蝕創(chuàng)新提名。采用這種擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高發(fā)電量陽極解決埋地管線的陰保問題取得了滿意的效果，得到了當(dāng)?shù)責(zé)拸S等單位的認(rèn)可。

　　小結(jié)
 

　　在海外油氣建設(shè)項目中，防腐專業(yè)需要結(jié)合其他相關(guān)專業(yè)的內(nèi)容從選材、緩蝕、陰保、涂層等方面綜合考慮，通過合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計和方案實現(xiàn)項目的生產(chǎn)目標(biāo)。防腐專業(yè)的工作內(nèi)容既關(guān)乎整個項目的安全穩(wěn)定運行，又是項目外在形象的執(zhí)行著，其作用越來越受到人們的重視。即便如此，在以后的工作中我們?nèi)孕璨粩嘣鰪娕c相關(guān)專業(yè)的溝通，進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，積極創(chuàng)新、進(jìn)取，以滿足我國油氣行業(yè)防腐技術(shù)在相應(yīng)工程領(lǐng)域中的優(yōu)勢和競爭力。
 

　　郭超，2007年畢業(yè)于北京化工大學(xué)材料學(xué)專業(yè)，獲博士學(xué)位。中國石油工程建設(shè)公司北京設(shè)計分公司高級工程師，配管室副主任，南蘇丹PALOCH FPF脫瓶頸項目設(shè)計副經(jīng)理。曾擔(dān)任阿爾及利亞、阿聯(lián)酋、伊拉克、加拿大、烏茲別克、蘇丹等多個海外項目的設(shè)計和現(xiàn)場技術(shù)支持工作。主要研究領(lǐng)域為油氣項目的選材、失效分析、陰保設(shè)計調(diào)試、新型涂料的應(yīng)用推廣。目前已在《Surface and coatings technology》、《engineering failure analysis》、《腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)》、《腐蝕與防護(hù)》、《油氣儲運》等國內(nèi)外期刊發(fā)表論文30多篇，申請專利9項，授權(quán)發(fā)明專利2項、實用新型專利2項，獲局級以上嘉獎19次。中國機(jī)械工程學(xué)會高級會員、中國材料研究學(xué)會永久會員、中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會會員，國內(nèi)首批通過NACE陰極保護(hù)專家人員之一，目前已通過中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會研究員級高級工程師的答辯。