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致力開發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：《腐蝕防護之友》分享至：

從 1970 年至今，中國經歷了4 次管道建設的高潮，建成油氣管道總里程已超過 12 萬公里油氣管網。眾所周知，石油管道工程不同于一般的管道，主要原因就在于運送的介質為石油，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難和經濟損失。如何做好防腐措施，保證石油行業的運輸安全呢？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研究院防腐研究所是從事管道（儲罐）防腐的專業化研發機構，從 20 世紀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材料的開發，產品覆蓋管道全產業鏈，引領管道行業防腐材料發展方向。

李所長從事石油管道防腐蝕工作多年，經驗豐富。他認為，石油本身的特性較為復雜，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境進行不同防腐蝕處理措施。石油管道防腐蝕已經成為石油化工企業特別關注的問題，利用最佳技術實現腐蝕控制最大化一直是李所長研究的重點，他結合中國石油天然氣管道科學研究院多年的工程實踐經驗，來對管道防腐蝕情況進行一一介紹。

記者：貴單位從 20 世紀 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材料的開發，請您談談貴單位目前在此領域的研發現狀？

李所長： 我國石油管道工程的發展可追溯到上世紀七十年代，中國石油天然氣管道科學研究院成立于 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材料的開發。經過多年的發展，它成為國家工程實驗室防腐實驗室的組成部分，成為集團公司管道工程技術試驗基地，也成為 NACE 中國分會管道技術委員會主席單位，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服務的入圍單位。

目前，中國石油天然氣管道科學研究院的業務范圍包括，防腐材料開發、電化學保護技術研究、腐蝕檢測技術研究、材料測試評價、防腐施工技術研究、防腐標準研究、非金屬管道研究、對外技術服務等。特別值得一提的是，在經過幾代人的艱苦奮斗和技術攻關后，中國石油天然氣管道科學研究院的石油管道防腐技術已經有了顯著的發展。其中，管道主體防腐層技術與補口技術實現國際同步發展。

中國石油天然氣管道科學研究院多年來始終堅持以科學技術是第一生產力為指導思想，積極進取，勇于開拓，共承擔 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，開發出國家級新產品 6 項。科研成果與技術得到廣泛應用，成果轉化率在全國石油行業居于前列，為推進管道科技進步，發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與國際同步發展。請您談談貴單位在管道防腐技術方面取得了哪些成果以及有哪些關鍵性的技術？

李所長： 石油天然氣管道經過多年的發展，在材質和整體的結構上具有很大的進步。就目前的情況而言，多數的石油天然氣管道都是鋼質結構，這種結構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，不僅僅對環境會產生很大的負面影響，同時會造成嚴重的安全問題。

在石油天然氣管道工程防腐技術方面，中國石油天然氣管道科學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，我們進行了有效分析，在此基礎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境，研制出了石油瀝青、煤焦油瓷漆、環氧煤瀝青、熔結環氧粉末等涂層結構，并對3PE防腐層應用技術進行了深入的研究。其中煤焦油瓷漆是由高溫煤焦油分餾得到的重質餾分和瀝青，添加煤粉和填料，經加熱熬制所得制品。煤焦油磁漆具有粘結力強，吸水率低，絕緣性能好，耐細菌腐蝕，抗植物根莖穿透，耐石油及其產品溶解，抗土壤應力，耐陰極剝離及壽命長等優點。而且煤焦油磁漆價格便宜，經濟實用，防腐保護壽命長達50-60 年。據統計，中國石油天然氣管道科學研究院已經使用煤焦油磁漆在國內外的管線建設中使用了上萬公里。

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

記者：管道補口防腐層具有多樣化特點，貴單位研發的管道補口處研發的產品已經具有國際前沿水平。請您介紹下貴單位的一些管道補口處的防腐產品的優點和特性？

李所長： 科技創新始終是引領國家發展和人類進步的關鍵動力。我們在石油防護工作中更是注重科技進步和自主創新，以科技搶占未來發展制高點，瞄準世界管道建設前沿科技和最高水平。我們管道補口處研發的產品已經具有國際前沿水平，有熱縮壓敏帶、粘彈體防腐膠帶、液體環氧補口涂料、及無溶劑聚氨酯補口涂料。

無溶劑內減阻

鞍山

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

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，受環境及人員技術水平影響較小等特點，且其防腐效果十分優異，防腐年限可達 30a 以上，是一種可廣泛應用于石油天然氣管道防腐層修復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量穩定、作業速度快、檢測方便可靠等優點，最大限度地消除了補口防腐層作業過程中人為因素的影響，保證補口防腐層的一致性和可靠性。這項技術打破了傳統只用熱收縮套補口的格局，填補了我國管道建設在這一領域的空白。

記者：我國石化行業在管道防腐方面與國外是否存在差距？請您談談的看法？

李所長：我國管道防腐層的應用現狀控制埋地鋼質管道腐蝕的主要手段是防腐層加陰極保護。在某種程度上，防腐層質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用也是從瀝青類防腐層開始的，自 20 世紀 50 年代的第一條克獨長輸管道到 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膠帶、夾克、環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展、競爭的時期；90 年代后期，熔結環氧粉末（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，雙層環氧也有少量的應用。

目前，我國防腐層基本實現了標準化，某些技術參數己經達到了國外的先進水平，己建的國內外長輸管道的防腐層材料主要為熔結環氧粉末、三層聚乙烯和少量的煤焦油瓷漆；油田內部主要集輸管道的防腐層材料多為熔結環氧粉末、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，我國防腐技術仍然存在的差距，防腐層材料質量仍有提高空間，不論是聚乙烯材料，還是粉末材料，較國外產品仍有差距，所以在在材料的生產和研究方面還應進行深入研究。

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：未來我國石化行業在管道與儲罐系列化防腐材料和其他功能性防護材料的開發方面，將向哪些方向發展？談談您的展望和看法？

李所長：當前，世界各國均十分重視對腐蝕控制問題的研究，在管道防腐涂層領域也取得了許多成果，各種新材料、新技術不斷涌現。其中 1）雙層環氧是將單層 FBE 的防腐性能與表層塑性 FBE 的抗機械損傷性能結合在一起，表現出粘結性能強、使用溫度高（-60 ～ 100℃ ）、耐土壤應力、耐沖擊能力和抗陰極剝離性能好的特點。2）環氧 / 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層，比傳統的三層 PE 有所進步，其性能與雙層 FBE 相似。3）液態聚氨酯防腐涂料（PU）。液態聚氨酯無溶劑、施工簡單、防腐層質量好并且有利環保，尤其適用于補傷、補口及舊防腐層的修復，已經成為目前國際上管道外防腐層修復的主要材料。4）納米改性材料涂層利用納米技術對有機涂層防腐材料進行改性，可有效提高其綜合性能，特別是增加材料的機械強度、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研究院防腐研究所所長，中石油優秀科技工作者，管道局腐蝕與防護專業學術帶頭人。1995年7月畢業于北京航空航天大學，長期從事長輸管道及儲罐防腐材料開發和管道陰極保護及干擾防護技術研究，在管道外腐蝕評價和控制方面積累了豐富的經驗。先后承擔并完成中石油集團公司和管道局科研項目20余項，在省級以上刊物發表論文10余篇，授權國家發明專利5項，獲得局級和集團公司獎項12項。

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

后記：

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