天然氣管道的腐蝕因素以及防腐措施

朱慧萍(大慶油田有限責任公司天然氣分公司 黑龍江 大慶 163000）

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天然氣管道的腐蝕因素以及防腐措施

朱慧萍
(大慶油田有限責任公司天然氣分公司 黑龍江 大慶 163000）

摘 要：長輸天然氣管道沿途會經(jīng)過復雜的地形，并且會受到溫度和氣候的影響，天然氣管在運輸過程中具有高壓力、長距離、流量大等特點。天然氣管道在運行過程會遭受腐蝕，會對天然氣管道造成一定程度的破壞，因此需要對導致天然氣管道腐蝕的因素進行分析，并制外部防腐控制、內部防腐控制、改善環(huán)境措施，確保長輸天然氣管道的安全運行。

關鍵詞：天然氣管道 腐蝕因素 防腐措施

0 前言

長輸天然氣管道通常都會深埋在地下，管道會遭受土壤的腐蝕，一旦管道在地下遭受腐蝕，維護起來不僅需要耗費大量的資金，而且耗時也較長，這將會對天然氣的運輸造成不良影響，由此可見，加強對天然運輸管道腐蝕因素的分析有著重要意義。

1 天然氣管道遭受腐蝕的主要因素

（1）土壤環(huán)境

土壤中會存在大量的空隙，在這些空隙中將會充滿氣體和水分，水中含有一定量的鹽類，這也使得水成為了導體。輸送管道所埋藏在不同性質的土壤性，而管道自身的金屬材料的化學性質也會有所不同，管道本身結構上的差異[1]。例如，管道中存在雜質、缺陷、表面過于粗糙等情況時，管道中的部分金屬容易發(fā)生電力，這將會導致電荷的金屬離子進入到土壤中，該部分則會由于電子剩余量過多而呈現(xiàn)出負電壓，另一部分不容易被電離的將會呈正電壓，從而使管道的兩端容易發(fā)生氧化還原反應。得失電子后的管道與土壤共同組成一個回路，在這個回路中將會形成電化學電流，從而將會使土壤對管道造成不同程度的腐蝕；

（2）大氣環(huán)境

大氣中會含有一定量的水蒸氣，水蒸氣會金屬表面冷卻，然后形成一層水膜，這種水膜溶解了空氣中的雜質，可以起到一定電解液的作用，從而將會導致金屬管道表面遭受電化學腐蝕。對大氣腐蝕造成影響的因素有很多種，其中比較關鍵的兩點是氣候條件和污染物[2]。在干燥環(huán)境下，許多污染物并沒有不會對金屬管道造成腐蝕，如果管道周圍的環(huán)境的相對濕度超過80%，腐蝕速度會迅速加快。由此可見，如果管道敷設在潮濕環(huán)境中，管道表面極容易遭受腐蝕；

（3）壓力和溫度

天然氣管道內的活性和酸性物質會隨著壓力的增加而加大，將會導致腐蝕變快；而如果溫度升高會導致土壤中的硫化物上升，天然氣管道外壁的腐蝕速度會加快，管道將會對受酸性物質影響，管道與酸性物質反應速率會隨著溫度的升高而變快，但是如果溫度達到70℃后，管道與酸性物質的反應速率不會繼續(xù)變快。

2 預防天然氣管道遭受腐蝕的措施

2.1 外部腐蝕控制

（1）外部腐涂層

天然氣管道的第一道防線為外防腐涂層，通過腐土層可以將管道與天然氣和土壤進行隔離，避免管道與土壤和空氣發(fā)生直接接觸。通過外腐涂層防止天然氣管道在運行過程中遭受到不同程度的腐蝕，外防腐土層需要具有以下特點：①物理機械性能必須優(yōu)異，可以合理抵消天然氣管道在土壤中所發(fā)生的蠕動情況，無論是自然環(huán)境下的熱脹冷縮，還是管道在土壤中的移動，管道上的外部腐涂層都不會出現(xiàn)剝離；②腐涂層需具有較好的耐腐蝕性，可以承受大氣、酸、堿等物質的腐蝕；③具有較強的附著能力；

（2）陰極保護

外加電流和犧牲陽極保護是陰極保護中的兩種類型。外加電流，就是在管道中假設電流，從而避免管道遭受腐蝕，該保護方法可以對需要保護管道的距離的長度進行控制，確保距離較長。犧牲陽極保護的最大優(yōu)點是不必在管道中外加電流，這也使得保護實施起來更加簡單，犧牲陽極保護也可以視作外加電流保護的一種補充形式[3]。需要額外注意的是，在采用陰極保護時，要對性價比進行重點考慮，在確保保護質量的基礎下，盡量選擇低成本的保護方案，提高經(jīng)濟性；

2.2 內部腐蝕控制

（1）電鍍防腐

在天然氣管道的上進行電鍍層，其中陰極電鍍層指的是在天然氣管道上電鍍一層電氣高于管道金屬的電極電勢，例如在鋼鐵管道上鍍鋅。陽極鍍層則與陰極鍍層相反，例如在鋼鐵管道上鍍鋅。通過鍍層后，對金屬管道表面進行鍍層，管道金屬表面與腐蝕介質背隔離，從而實現(xiàn)對金屬管道腐蝕的控制。如人們所了解的一樣，陽極鍍層，金屬陰極將會得到保護，及時因為外界環(huán)境遭受腐蝕，管道本身也不會受到腐蝕，但是陰極性鍍層則不同，由于背保護的金屬為陽極，如果管道在運行過程中遭受腐蝕，腐蝕介質將會同管道金屬發(fā)生直接接觸，這將會對金屬管道造成一定的腐蝕，此時鍍層的存在不僅沒有使管道得到保護，反而加快了腐蝕速率。雖然，從大量鍍層的實際應用情況來看，鍍層可以對管道起到一定的保護作用，但是電鍍防腐在應用中存在的一個重大問題就是施工工藝相對來說比較復雜，這對電鍍防腐的應用與推廣中產(chǎn)生了一定的制約；

（2）內防腐層

內防腐層主要是為管內壁和管流之間提供隔離空間，從而使避免管道金屬與腐蝕物質發(fā)生直接金屬，降低天然氣運輸管道內部所受到的腐蝕。天然氣長輸管線中進行內涂層，不僅可以起到防腐作用，而且能夠降低摩擦阻力，具有良好的經(jīng)濟效益。目前，目前在長輸天然氣管道中比較常用的涂層防腐技術有環(huán)氧粉末、涂層鋼管等。涂覆涂層是目前國內外在長輸天然氣管道防腐中比較常用的一種防腐技術手段，其施工方案和檢測手段相對來說都比較完善，并且在具體操作上也較容易實施，具有不錯的應用前景；

2.3 改善環(huán)境

改善天然氣輸送管道周圍的環(huán)境，對防止金屬遭受腐蝕有著重要作用。例如，降低腐蝕介質濃度，控制天然氣輸送管道所處環(huán)境的濕度、溫度、去除介質中的氧等操作，都可以起到很好的防腐效果；也可以在腐蝕介質中增添降低腐蝕速率的物質，降低金屬腐蝕速率。

3 結束語

長輸天然氣管道在運行會受到各種因素的影響，從而遭受腐蝕。管道在遭受腐蝕時，腐蝕機理各不相同。因此，在防腐處理中，應當依據(jù)長輸天然氣管道的具體情況，選擇合理的防腐措施，確保天然氣管道的安全運行。

參考文獻

[1]郭磊,劉英男,項衛(wèi)東,等 長輸天然氣管道坡面水毀風險敏感因素辨識[J].油氣儲運,2015,05:477-481.

[2]雷曉曾,張陽.天然氣長輸管道運行管理中易發(fā)問題及綜合治理淺析[J].內蒙古石油化工,2015,15:90-93.

[3]胡玥,孫娟.天然氣管道運行過程中危險有害因素及管道完整性管理[J].中國科技投資,2012,30:41-42.

中圖分類號：TE988.2

文獻標識碼：A

DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2016.04.051.03

作者簡介：朱慧萍(1981-)，女，江蘇無錫人，本科，助理工程師，研究方向： 天然氣長輸管道防腐控制。

The Corrosion Factors and Corrosion Protection Measures of Natural gas Pipeline

ZHU Hui-ping
(Daqing Oilfield Natural Gas Company, Daqing 163000, China)

Abstract：long distance natural gas pipeline passes through complex terrain, along the way and will be affected by the temperature and climate, natural gas pipe in the process of transport with high pressure, long distance, large flow, etc.Natural gas pipeline will suffer corrosion during operation, can cause a certain degree of damage to the natural gas pipeline, so we need to analyze the result in natural gas pipeline corrosion factors, and external anticorrosion control, internal control, improve environmental measures, ensure the safety of long distance natural gas pipeline operation.

Keywords:natural gas pipeline; the corrosion factors; corrosion protection measures