探討天然氣管道腐蝕因素分析及防護策略

李俊 聶勇圣

摘 要：天然氣作為極為重要的資源，被廣泛的應(yīng)用到社會生產(chǎn)和生活的各個方面，其運輸過程的安全保障極為重要。當(dāng)前，天然氣管道腐蝕問題日益突出，嚴重影響了輸氣安全。本文主要對天然氣管道腐蝕的影響因素進行了分析，并提出了天然氣管道防腐保護對策，進而促進天然氣企業(yè)經(jīng)濟效益的提高及行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：天然氣;管道;防腐因素;防護策略

目前，天然氣運輸主要采用管道集輸?shù)姆绞?，具有高效和運載量大、運載距離遠等特點。在天然氣管輸過程中，管道容易發(fā)生腐蝕問題，嚴重影響了管道的運輸安全。一旦發(fā)生管道腐蝕問題，就會造成天然氣資源泄漏，使得運輸中斷，造成經(jīng)濟損失和人員傷亡的嚴重后果。

1 天然氣管道腐蝕影響因素分析

1.1 管道材料制作工藝

通常天然氣管道是鋼制的，其制作工藝會影響管道的使用壽命，如果制作工藝不合格，很容易出現(xiàn)管道腐蝕情況。鋼材是金屬材料的，會受到溫度以及濕度的影響，容易出現(xiàn)腐蝕情況。在對鋼管制造工藝進行研究時，微晶結(jié)構(gòu)是比較常見的，但是其對外界環(huán)境的要求比較高，鋼材表面是不能出現(xiàn)缺陷的，否則會出現(xiàn)更為嚴重的腐蝕開裂問題，造成嚴重的后果。所以鋼材制作時需要選擇質(zhì)量性能好、耐久性的材質(zhì)以及制作工藝，延長鋼管的使用壽命，避免管道被腐蝕。

1.2 地下環(huán)境

天然氣管道是深埋在地下的，因此，容易受到環(huán)境中各種因素的影響與腐蝕。管道腐蝕的因素有土壤、雜散電流、細菌等。土壤對管道的腐蝕影響是比較大的，在水的影響下，土壤中會出現(xiàn)大量的離子，離子能夠自由移動，可以導(dǎo)電。金屬材料是有電化學(xué)特質(zhì)的，但是其存在是不均勻的，由于土壤的理化性質(zhì)缺少均勻性，使得土壤的腐蝕作用強化。對于交流雜散電流，與二次感應(yīng)電流疊加，形成電化學(xué)電池，在管道表面存在。雖然這種腐蝕能力不強，但是集中性的腐蝕卻是不可忽視的，因此，必須進行有效的防護。

1.3 溫度和壓力

由于溫度的提高能加速酸與管道的反應(yīng)速率，同時也能提高土壤硫化物對管外壁的腐蝕速率，因此，溫度也是管道腐蝕的重要因素。但當(dāng)溫度超過70℃時，腐蝕增長程度緩慢;而壓力的增加使得酸性物質(zhì)活性增加，從而提高其與金屬反應(yīng)的能力。

1.4 管道應(yīng)力

管道運行過程中，輸送壓力會影響管道，由于壓力波動，出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，進而造成管道破裂，裂痕在應(yīng)力沖擊下逐漸擴大，出現(xiàn)惡性循環(huán)，導(dǎo)致管道被腐蝕。這時的管道是沒有應(yīng)力水平的，因此，無法均勻的抵抗，如果抵抗能力較強，是不會出現(xiàn)較多的的裂痕的，但是，如果抵抗能力比較弱，就會出現(xiàn)嚴重的應(yīng)力腐蝕。

2 天然氣管道腐蝕防護策略

天然氣管道的構(gòu)成成分主要以鋼材為主，這也是其容易發(fā)生腐蝕的重要原因之一。如何有效防治管道的腐蝕，實現(xiàn)對管道的保護，是天然氣企業(yè)安全生產(chǎn)運營及經(jīng)濟目標實現(xiàn)不可忽視的重點問題，必須引起企業(yè)的高度重視。

2.1 陰極保護

為了降低金屬管道的腐蝕速度，實施陰極保護措施，將被保護的管道作為陰極，將其保護起來，防止金屬管道發(fā)生腐蝕。具體實施的措施為犧牲陽極的陰極保護措施和外加電流的陰極保護措施。對不同的管道系統(tǒng)實施不同的陰極保護措施，經(jīng)過油氣輸送現(xiàn)場的試驗研究，陰極保護技術(shù)措施是最有效的防腐措施，在天然氣輸送現(xiàn)場得到廣了泛應(yīng)用。

2.2 改善腐蝕環(huán)境

管道所處位置的地理環(huán)境對于管道受腐蝕狀況也有重要的影響，所以，對于管道腐蝕嚴重的地區(qū)，可以通過改善當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境來對管道起到防腐蝕作用。例如：對于管道附近的土壤，可以采取脫水處理，或者調(diào)一些腐蝕性較小的土壤進行替換，這樣就能降低管道附近土壤的腐蝕性，進而對管道起到防腐蝕作用。這種方法的局限性太大，可行性較低，只有在特定的區(qū)域內(nèi)才有實現(xiàn)的可能性。

2.3 緩蝕劑防護

緩蝕劑防護是在腐蝕環(huán)境中添加少量物質(zhì)，使金屬腐蝕的速度減慢，對金屬有效的保護。利用緩蝕劑防腐蝕，成本比較低，能夠快速的看到效果，因此這種方法的發(fā)展前景比較廣闊。緩蝕劑吸附主要分為物理和化學(xué)兩個方面，物理吸附的速度比較快，并且具有一定的可逆性，而化學(xué)吸附，雖然強于物理吸附力，但是具有不可逆性，并且吸附的速度較慢。

2.4 應(yīng)用管道腐蝕監(jiān)測技術(shù)

由于天然氣輸送管道運行過程中，埋地管道出現(xiàn)問題很難及時發(fā)現(xiàn)，因此采取自動控制系統(tǒng)，實時采集天然氣管道系統(tǒng)的運行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)管道系統(tǒng)的腐蝕現(xiàn)象，采取應(yīng)急處理措施，提高管道的耐腐蝕性能，延長天然氣輸送管道的使用壽命。加強對輸送管道的巡回檢查，通過SCADA 系統(tǒng)的應(yīng)用，進行電子巡檢，比人工檢查的效率高出很多。通過采用天然氣輸送管道腐蝕檢測技術(shù)措施，發(fā)現(xiàn)強度降低的部位，及時進行應(yīng)急處理，修補泄漏的部位，保證天然氣輸送管道的密閉性，從而達到安全輸送的技術(shù)要求。

3 結(jié)束語

在當(dāng)前的經(jīng)濟環(huán)境下，天然氣對于人們的生產(chǎn)生活都具有重大的影響，腐蝕問題始終是貫穿其安全生產(chǎn)的重要因素。影響腐蝕過程的因素紛繁復(fù)雜，其腐蝕機理也是各不相同的，因此，應(yīng)根據(jù)腐蝕的具體情況采取合理的防腐蝕措施，降低其腐蝕速率，延長其使用壽命。

參考文獻：

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