0 媒介
比年来，由于环球经济的可连续生长要求，对能源的需求不停攀升，煤油自然气管道运送生长敏捷，长间隔、大口径、跨版图的国际油气管线纷纷建成。只管煤油和自然气在油气田收罗后，一样通常都市颠末脱水脱硫等净化处置处罚，特别是重要干线的油气品格控制严酷，但油气储运加工历程中，所处情况千差万别、工况条件庞大多变，在差别程度上存在着严峻的管线内壁腐化。我国于20世纪70、80年月建成的油气运送管道达上万公里，由于长期运行，情况造成的外腐化严峻，而管线中含有的腐化介质H2S、C02和水，还造成大量的内腐化变乱。统计数据评释：现在全天下每年因腐化造成的经济丧失信在10 000亿美元，为地动、水患、台风等自然灾害总和的6倍。煤油自然气行业因腐化造成的丧失较别的产业部分更为严峻，除由于腐化带来的设置装备部署报废等直接经济丧失外，因腐化而造成的停车、断线、服从降落、原质料和电能、热能的消耗增长等间接丧失越发巨大，由于腐化引起的火警、爆炸和人身伤亡等严峻变乱也时有产生。为了控制油气管线内壁腐化，近几十年来，海表里均致力于这方面的研究，泰西国度除了对油气品格和运送的中心关键举行严酷把关外，还接纳了内壁防腐涂层。天下列国的防腐化实践也证明涂料涂层防腐化是最有用、最经济、应用最广泛的要领。
1 煤油自然气管道的腐化
由热力学纪律可知，大多数从矿物中提炼出来的金属具有趋于低能量状态的偏向。金属转化成低能量氧化物的历程称为腐化。在常温下大多数通用工程质料的腐化从性子上说是一个电化学历程。腐化历程包罗金属丢失电子(氧化)[式(1～1)]和消耗这些电子的还原反响(如氧、水的还原)[式(1—2)和式(1—3)]：
Fle一2e— Fe +2e (1—1)
O2+2H20+4e 40H一 (1—2)
2H20+2e 2H2↑+20H一 (1—3)
通常，腐化产生时必须同时举行氧化反响和还原反响，以连结电中性。不然，如在金属和电解质溶液的界面聚集大量的负电荷，腐化历程就会制止。
1.1 管道外腐化
1.1.1 泥土腐化
泥土中含有水和在水中易电离的盐类，使泥土与管道金属组成原电池，导致金属的电化学腐化。腐化性的巨细取决于泥土的含水量、含盐种类和含量、pH值、氧化还原电位、泥土电阻率和孔隙率以及有机物质含量。
1.1.2 微生物腐化
最典范的泥土管线腐化菌种是厌氧性硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria，简称SBR)，它造成的腐化多为点状蚀等局部腐化，腐化产品多为硫化物。别的管线腐化微生物还包罗腐生菌(total growth bacteria，简称TGB)、铁细菌、硝化菌、霉菌和真菌。
1.1.3 杂散电流腐化
散流于大地中的电流对地下管道产生的腐化，称为杂散电流腐化，又名滋扰腐化。其产生缘故原由许多，如电气化铁道、阴极掩护办法、交直流高压输电体系的接地等。
1．2 管道内腐化
1．2.1 H2S腐化
干燥的H2S对金属质料无腐化粉碎作用，H2S只有溶解在水溶液中本领有腐化性，在0．1 MPa，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度约2 983 mg／L。H2S溶于水便立刻电离，开释出的氢离子极易在阴极夺取电子，促进阳极铁溶解而导致腐化。阳极反响天生的腐化产品硫化铁(Fe s )通常是一种有缺陷的布局，在钢铁外貌的附着力差，易脱落。且Fe S，还具有导电性，电位较高，可作为阴极与钢铁基体组成一个活性微电池，对钢铁继承举行腐化。
含硫化氢的煤油自然气管道中常见的腐化范例有3种：(1)硫化物应力破碎(Sulfide Stress Cracking，简称SSC)，(2)氢诱发裂纹(Hydrogen Induced Cracking，简称HIC)、氢鼓泡(Hydrogen Blistering，简称HB)和应力促使氢诱发裂纹(Stress Oriented HIC，简称SOHIC)和(3)电化学失重腐化，有匀称腐化、点腐化等。其腐化特性和影响因素见表1。
干燥的CO2自己不具腐化性，但CO2易溶于水、凝析油和原油中。CO2溶于水中反响天生HCO3-和CO3 ，后者会与铁产生电化学腐化反响，天生碳酸亚铁。其腐化征象重要有点蚀、坑蚀、脓疮状台地蚀及长条沟形槽蚀等。影响CO2腐化的因素浩繁，包罗介质含水量、温度、CO2分压、pH值、离子浓度(cl-、HCO3-、Ca2+ 、Mg2+ )、H2S含量、O2含量、微生物、介质流速以及管道合金身分等。
2 煤油自然气管道防腐涂料
2．1 管道外壁用防腐涂料
2．1．1地上管道外壁用防腐涂料
地上管道外壁涂料要担当太阳光照射、温差变革、雨水及沿海地域的盐雾等，在特别条件下还大概会打仗到一些腐化性气体，如二氧化硫、硫化氢和二氧化氮，要求涂层具有精良的耐水性、耐候性、耐化学腐化性、耐盐雾性和防霉性能。地上管道外壁所用防腐涂料底漆一样通常为富锌底漆、氯化橡胶底漆或环氧云铁底漆。面漆已往以醇酸铝粉涂料为主，比年来含氯聚合物、丙烯酸、聚氨酯、氟碳树脂和氯醚树脂面漆也得到了广泛应用。
中国煤油自然气总公司管道科学研究院1984年研发的G2、G3型环氧煤沥青防腐钢管系列防腐涂料已经大量用于煤油管道的外防腐 。中油化黑龙江绿岛涂料制造有限公司制造的EPH高耐候外防腐专用漆自1996年以来已在23套生产装置及4个隶属车间约260套的机泵、电机设置装备部署外貌乐成运用 。中油工程技能研究院开展了DC新型聚氨酯防腐涂料的研制，并在塔里木油田塔中举行了涂料的中试应用，取得了精良的结果 。
2．1．2 地下管道外壁用防腐涂料
地下管道处于泥土溶液情况中，要求外壁所用涂料具耐水、酸、碱、盐、耐微生物、耐腐败动植物和耐植物根系穿透性，而且要求具有长效掩护期。现在地下管道防腐钢管外壁防腐接纳涂层与阴极掩护相联合，此中涂层重要包罗煤焦油磁漆、工场预制胶带涂层、沥青／丁基粘合剂加十字头挤压聚烯烃涂层、丁基粘合剂加双侧向挤压聚烯烃涂层、熔结涂层、多层环氧／挤压聚烯烃涂层等，其性能特点及应用见表2。
作为煤油自然气防腐管道外壁的专用防腐涂料，需到达或具有以下性能及要求：有用的电绝缘体；有用的潮气屏蔽；精良的施工性能；优秀的耐用性和抗老化性；对管道外貌精良的附着力；在搬运、贮存和安置历程中精良的耐机器毁伤性；恒定的涂层电阻；精良的耐剥离性能；易于修复；精良的环保性能，对人体无迫害。
2．2 管道内壁用防腐涂料
与管道外壁用防腐涂料相比，管线的内壁涂层应该具备以下特点：精良的防腐性能；长期的耐压性；涂装施工的方便性；化学稳固性；牢固的粘结性和耐弯曲性；充足的耐磨性和硬度；耐热稳固性；平滑降阻性。常用的管道内壁涂料重要包罗热塑和热固型环氧树脂、聚氨酯、玻璃鳞片防腐面漆和环氧底漆，见表3。
比年来，管道内壁涂层特别是自然气长输管线的内壁涂层技能在我国生长敏捷，中油气团体公司工程技能研究院于2000年景功研制出AW一01自然气管道减阻耐磨质料。该涂料已在大港一沧州D406mm输气管线上测试并通过美国API RP5L2要求。陕西合阳源源化工有限责任公司研发乐成的EB2885长效型环氧玻璃鳞片防腐涂料，经检测和利用，性能靠近国际先辈程度。2005年，大港油田研究和开辟了100％固体含量的刚性环氧树脂一聚氨酯防腐涂料。大庆高新区北油创业科技有限公司和中国化工设置装备部署总公司常州涂料化工研究院配合研制开辟了合金化纳米复合涂镀油管技能。
外洋的一些闻名公司，如美国的3M公司、弗勒一奥伯兰公司(现属杜邦团体)和日本的住友金属产业株式会社等公司生产的环氧粉末及英国闻名的COPON双组分液体环氧涂料己在全天下广泛利用，包罗挪威海底管线(800 km)、马格布里洲际管线(1 385 km)、澳大利亚邓比尔佩思管线(1 420 km)和艾林利斯管线(3 752 km)等闻名工程都应用了内壁防腐涂层 。
2．3 管道涂层施工范例
煤油自然气管道施丁历程中必须创建严酷的施工范例，以保障施工质量和宁静。对防腐钢管涂层的施工范例包罗：(1)管道的外貌处置处罚；(2)对底漆的要求；(3)所选定的涂层质料和施工工艺；(4)涂膜总厚度和毛病；(5)特别涂层或质料的要求，如温度、膜厚、张力及其他性能要求；(6)涂料的操纵要求，如存放情况、干燥清洁条件等；(7)查验的要求；(8)涂层缺陷的修复要领；(9)不行担当涂层缺陷的拒收据件；(10)涂覆管线的操纵及搬运要求；(11)预制管道现场讨论涂覆的技能要求；(12)管道填埋和回填要求。
3 生长趋向
现在在国际防腐钢管涂层范畴，含羟基丙烯酸树脂与缩二脲为固化剂的脂肪族聚氨酯面漆正在渐渐替换环氧树脂面漆，别的通过接纳聚氟乙丙烯和聚苯硫醚两类树脂共混改性，也是一种很有生久远景的粉末涂料。由于传统因素的影响，海内管线防腐钢管涂层现在仍重要会合于管道外壁，此中3PE防腐钢管外防腐涂层技能己日趋成熟，并渐渐替换了传统的防腐管道沥青涂层。与国皮毛比，海内管线内涂层受到施工技能特别是管道焊缝内补口技能的限定，仅部分试用于一些大口径干线管道当中，如能降服施工技能的限定，其生长潜力相称巨大。
比年来，由于环球经济的可连续生长要求，对能源的需求不停攀升，煤油自然气管道运送生长敏捷，长间隔、大口径、跨版图的国际油气管线纷纷建成。只管煤油和自然气在油气田收罗后，一样通常都市颠末脱水脱硫等净化处置处罚，特别是重要干线的油气品格控制严酷，但油气储运加工历程中，所处情况千差万别、工况条件庞大多变，在差别程度上存在着严峻的管线内壁腐化。我国于20世纪70、80年月建成的油气运送管道达上万公里，由于长期运行，情况造成的外腐化严峻，而管线中含有的腐化介质H2S、C02和水，还造成大量的内腐化变乱。统计数据评释：现在全天下每年因腐化造成的经济丧失信在10 000亿美元，为地动、水患、台风等自然灾害总和的6倍。煤油自然气行业因腐化造成的丧失较别的产业部分更为严峻，除由于腐化带来的设置装备部署报废等直接经济丧失外，因腐化而造成的停车、断线、服从降落、原质料和电能、热能的消耗增长等间接丧失越发巨大，由于腐化引起的火警、爆炸和人身伤亡等严峻变乱也时有产生。为了控制油气管线内壁腐化，近几十年来，海表里均致力于这方面的研究，泰西国度除了对油气品格和运送的中心关键举行严酷把关外，还接纳了内壁防腐涂层。天下列国的防腐化实践也证明涂料涂层防腐化是最有用、最经济、应用最广泛的要领。
由热力学纪律可知，大多数从矿物中提炼出来的金属具有趋于低能量状态的偏向。金属转化成低能量氧化物的历程称为腐化。在常温下大多数通用工程质料的腐化从性子上说是一个电化学历程。腐化历程包罗金属丢失电子(氧化)[式(1～1)]和消耗这些电子的还原反响(如氧、水的还原)[式(1—2)和式(1—3)]：
Fle一2e— Fe +2e (1—1)
O2+2H20+4e 40H一 (1—2)
2H20+2e 2H2↑+20H一 (1—3)
通常，腐化产生时必须同时举行氧化反响和还原反响，以连结电中性。不然，如在金属和电解质溶液的界面聚集大量的负电荷，腐化历程就会制止。
1.1 管道外腐化
1.1.1 泥土腐化
泥土中含有水和在水中易电离的盐类，使泥土与管道金属组成原电池，导致金属的电化学腐化。腐化性的巨细取决于泥土的含水量、含盐种类和含量、pH值、氧化还原电位、泥土电阻率和孔隙率以及有机物质含量。
1.1.2 微生物腐化
最典范的泥土管线腐化菌种是厌氧性硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria，简称SBR)，它造成的腐化多为点状蚀等局部腐化，腐化产品多为硫化物。别的管线腐化微生物还包罗腐生菌(total growth bacteria，简称TGB)、铁细菌、硝化菌、霉菌和真菌。
1.1.3 杂散电流腐化
散流于大地中的电流对地下管道产生的腐化，称为杂散电流腐化，又名滋扰腐化。其产生缘故原由许多，如电气化铁道、阴极掩护办法、交直流高压输电体系的接地等。
1．2 管道内腐化
1．2.1 H2S腐化
干燥的H2S对金属质料无腐化粉碎作用，H2S只有溶解在水溶液中本领有腐化性，在0．1 MPa，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度约2 983 mg／L。H2S溶于水便立刻电离，开释出的氢离子极易在阴极夺取电子，促进阳极铁溶解而导致腐化。阳极反响天生的腐化产品硫化铁(Fe s )通常是一种有缺陷的布局，在钢铁外貌的附着力差，易脱落。且Fe S，还具有导电性，电位较高，可作为阴极与钢铁基体组成一个活性微电池，对钢铁继承举行腐化。
含硫化氢的煤油自然气管道中常见的腐化范例有3种：(1)硫化物应力破碎(Sulfide Stress Cracking，简称SSC)，(2)氢诱发裂纹(Hydrogen Induced Cracking，简称HIC)、氢鼓泡(Hydrogen Blistering，简称HB)和应力促使氢诱发裂纹(Stress Oriented HIC，简称SOHIC)和(3)电化学失重腐化，有匀称腐化、点腐化等。其腐化特性和影响因素见表1。
表1 金属管道内的H2S腐化类
1.2.2 CO2腐化干燥的CO2自己不具腐化性，但CO2易溶于水、凝析油和原油中。CO2溶于水中反响天生HCO3-和CO3 ，后者会与铁产生电化学腐化反响，天生碳酸亚铁。其腐化征象重要有点蚀、坑蚀、脓疮状台地蚀及长条沟形槽蚀等。影响CO2腐化的因素浩繁，包罗介质含水量、温度、CO2分压、pH值、离子浓度(cl-、HCO3-、Ca2+ 、Mg2+ )、H2S含量、O2含量、微生物、介质流速以及管道合金身分等。
2 煤油自然气管道防腐涂料
2．1 管道外壁用防腐涂料
2．1．1地上管道外壁用防腐涂料
地上管道外壁涂料要担当太阳光照射、温差变革、雨水及沿海地域的盐雾等，在特别条件下还大概会打仗到一些腐化性气体，如二氧化硫、硫化氢和二氧化氮，要求涂层具有精良的耐水性、耐候性、耐化学腐化性、耐盐雾性和防霉性能。地上管道外壁所用防腐涂料底漆一样通常为富锌底漆、氯化橡胶底漆或环氧云铁底漆。面漆已往以醇酸铝粉涂料为主，比年来含氯聚合物、丙烯酸、聚氨酯、氟碳树脂和氯醚树脂面漆也得到了广泛应用。
中国煤油自然气总公司管道科学研究院1984年研发的G2、G3型环氧煤沥青防腐钢管系列防腐涂料已经大量用于煤油管道的外防腐 。中油化黑龙江绿岛涂料制造有限公司制造的EPH高耐候外防腐专用漆自1996年以来已在23套生产装置及4个隶属车间约260套的机泵、电机设置装备部署外貌乐成运用 。中油工程技能研究院开展了DC新型聚氨酯防腐涂料的研制，并在塔里木油田塔中举行了涂料的中试应用，取得了精良的结果 。
2．1．2 地下管道外壁用防腐涂料
地下管道处于泥土溶液情况中，要求外壁所用涂料具耐水、酸、碱、盐、耐微生物、耐腐败动植物和耐植物根系穿透性，而且要求具有长效掩护期。现在地下管道防腐钢管外壁防腐接纳涂层与阴极掩护相联合，此中涂层重要包罗煤焦油磁漆、工场预制胶带涂层、沥青／丁基粘合剂加十字头挤压聚烯烃涂层、丁基粘合剂加双侧向挤压聚烯烃涂层、熔结涂层、多层环氧／挤压聚烯烃涂层等，其性能特点及应用见表2。
表2 煤油自然气地下管道外涂层
2．1．3 防腐管道外壁防腐涂料的要求作为煤油自然气防腐管道外壁的专用防腐涂料，需到达或具有以下性能及要求：有用的电绝缘体；有用的潮气屏蔽；精良的施工性能；优秀的耐用性和抗老化性；对管道外貌精良的附着力；在搬运、贮存和安置历程中精良的耐机器毁伤性；恒定的涂层电阻；精良的耐剥离性能；易于修复；精良的环保性能，对人体无迫害。
2．2 管道内壁用防腐涂料
与管道外壁用防腐涂料相比，管线的内壁涂层应该具备以下特点：精良的防腐性能；长期的耐压性；涂装施工的方便性；化学稳固性；牢固的粘结性和耐弯曲性；充足的耐磨性和硬度；耐热稳固性；平滑降阻性。常用的管道内壁涂料重要包罗热塑和热固型环氧树脂、聚氨酯、玻璃鳞片防腐面漆和环氧底漆，见表3。
比年来，管道内壁涂层特别是自然气长输管线的内壁涂层技能在我国生长敏捷，中油气团体公司工程技能研究院于2000年景功研制出AW一01自然气管道减阻耐磨质料。该涂料已在大港一沧州D406mm输气管线上测试并通过美国API RP5L2要求。陕西合阳源源化工有限责任公司研发乐成的EB2885长效型环氧玻璃鳞片防腐涂料，经检测和利用，性能靠近国际先辈程度。2005年，大港油田研究和开辟了100％固体含量的刚性环氧树脂一聚氨酯防腐涂料。大庆高新区北油创业科技有限公司和中国化工设置装备部署总公司常州涂料化工研究院配合研制开辟了合金化纳米复合涂镀油管技能。
外洋的一些闻名公司，如美国的3M公司、弗勒一奥伯兰公司(现属杜邦团体)和日本的住友金属产业株式会社等公司生产的环氧粉末及英国闻名的COPON双组分液体环氧涂料己在全天下广泛利用，包罗挪威海底管线(800 km)、马格布里洲际管线(1 385 km)、澳大利亚邓比尔佩思管线(1 420 km)和艾林利斯管线(3 752 km)等闻名工程都应用了内壁防腐涂层 。
2．3 管道涂层施工范例
煤油自然气管道施丁历程中必须创建严酷的施工范例，以保障施工质量和宁静。对防腐钢管涂层的施工范例包罗：(1)管道的外貌处置处罚；(2)对底漆的要求；(3)所选定的涂层质料和施工工艺；(4)涂膜总厚度和毛病；(5)特别涂层或质料的要求，如温度、膜厚、张力及其他性能要求；(6)涂料的操纵要求，如存放情况、干燥清洁条件等；(7)查验的要求；(8)涂层缺陷的修复要领；(9)不行担当涂层缺陷的拒收据件；(10)涂覆管线的操纵及搬运要求；(11)预制管道现场讨论涂覆的技能要求；(12)管道填埋和回填要求。
3 生长趋向
现在在国际防腐钢管涂层范畴，含羟基丙烯酸树脂与缩二脲为固化剂的脂肪族聚氨酯面漆正在渐渐替换环氧树脂面漆，别的通过接纳聚氟乙丙烯和聚苯硫醚两类树脂共混改性，也是一种很有生久远景的粉末涂料。由于传统因素的影响，海内管线防腐钢管涂层现在仍重要会合于管道外壁，此中3PE防腐钢管外防腐涂层技能己日趋成熟，并渐渐替换了传统的防腐管道沥青涂层。与国皮毛比，海内管线内涂层受到施工技能特别是管道焊缝内补口技能的限定，仅部分试用于一些大口径干线管道当中，如能降服施工技能的限定，其生长潜力相称巨大。
