探析天然氣輸送管道的腐蝕因素及防護措施

劉明 陳勝

摘要：我國天然氣運輸的主要方式是管道運輸，天然氣輸送的安全管理是天然氣行業(yè)發(fā)展需要重視的關鍵環(huán)節(jié)。目前，天然氣輸送管道的腐蝕問題日漸加劇，嚴重影響天然氣輸送的質量和效率。本文主要對天然氣管道腐蝕因素和天然氣運輸管道防腐措施進行了闡述，以供參考。

關鍵詞：天然氣管道；腐蝕因素；防腐措施

Abstract： the main mode of natural gas transportation in China is pipeline transportation， and the safety management of natural gas transportation is the key link that the development of natural gas industry needs to pay attention to. At present， the corrosion problem of natural gas transportation pipeline is becoming increasingly serious， which seriously affects the quality and efficiency of natural gas transportation.In this paper， corrosion factors of natural gas pipeline and anti-corrosion measures of natural gas transportation pipeline are described for reference.

Keywords： natural gas pipeline； Corrosion factors； Corrosion protection measures

隨著我國經濟的快速發(fā)展，天然氣作為一種清潔能源其需求量越來越大，各行業(yè)生產以及日常生活都不能缺少天然氣作為支撐，天然氣的輸送直接關系到能源使用的現狀。截至目前，各地已經建成了多條輸送天然氣的專用管路，因此也健全了網絡化的天然氣輸送。然而，輸送天然氣的專用管道很容易遭受腐蝕，如果忽視影響管道腐蝕的因素，將會帶來嚴重的經濟損失，不利于天然氣能源的供應。對我國天然氣管道運輸特點及腐蝕現狀進行深人研究，有利于從根本上防控管道腐蝕，有效延長其使用壽命。

1天然氣管道腐蝕因素

1.1土壤腐蝕因素

土壤是具有固、液、氣三相的多孔性的膠質體，土壤的空隙被氣和水充滿，水中含有一定的鹽使土壤具有離子導電性。由于管道所埋土壤各處的物化性質不同、管道各部分的金相結構不同，如晶格缺陷、雜質、內部應力、表面粗糙程度等原因，一部分金屬易電離，帶正電的金屬離子進入土壤中，從而該段電子過剩電位變負；而另一部分金屬不容易電離，電位變正，從而在兩段間發(fā)生電子流動即發(fā)生氧化還原反應。失去電子的管道段成為陽極區(qū)，得到電子管道段則成為陰極區(qū)，并和土壤一起組成回路，形成了電化學電流即腐蝕電流，從而產生了土壤腐蝕。

1.2大氣因素

大氣中含有的水蒸氣容易在金屬表面冷卻，從而形成水膜溶解空氣中的雜質，這種電解液作用導致金屬管道表面遭受電化學腐蝕，因此天然氣輸送管道周邊的大氣濕度環(huán)境會影響管道腐蝕的速度，天然氣管道在潮濕的環(huán)境下腐蝕的速度會加快。

1.3金屬材料因素

金屬化學穩(wěn)定性、合金成分、金屬表面狀態(tài)等都會影響金屬材料的腐蝕性。

①金屬的化學穩(wěn)定性。金屬耐腐蝕性的好壞首先與金屬的化學穩(wěn)定性有關。一般說來，金屬的化學穩(wěn)定性越高，抗腐蝕的能力越強。

②合金成分的影響。金屬中的合金元素對其耐腐蝕性也有一定影響。一般而言，單相合金比多相合金具有較好的耐腐蝕性。這是由于多相合金存在化學的和物理的不均勻性，在與電解液接觸時，具有不同的電位，在表面上能夠形成腐蝕微電池。

③金屬表面狀態(tài)的影響。在大多數情況下，加工粗糙不光滑的表面比磨光的金屬表面易受腐蝕。因為粗糙表面可使水及污垢聚積，且生成的鈍化膜不致密均勻，易受破壞，致使金屬腐蝕，所以金屬擦傷、縫隙、穴窩等部位通常都是腐蝕源，由于深洼部位，氧的進入要比表面部分少，結果深洼部分便成為陽極，表面部分成為陰極，產生濃差電池而引起腐蝕。

2天然氣運輸管道防腐措施

2.1涂層處理

對天然氣運輸管道的內表面和外表面做涂層防腐處理，這是比較常見的一種保護技術。噴砂的方法對于管道進行涂層是可以解決普通材質管道防腐的一種比較好的處理方式，對管材進行除銹處理需要選擇較好質量的防腐材料，同時將氧化表皮去除，當材料表面的粗糙程度能夠達到要求標準時，然后再進行噴涂，再進行除塵處理，使其同樣達到預期效果。

同時要提高管道的焊接質量，避免焊接處出現縫隙和泄漏，從而來避免安全隱患，還需要時刻提高安全輸氣的意識。盡可能多的采取適當的防腐技術措施，保證天然氣運輸的安全性。

管道的防腐絕緣材料要求具備良好的電絕緣性能，有效的阻擋管道與外部水蒸氣、空氣、微生物等其他物質接觸發(fā)生化學反應，同時管道還需要有足夠的強度、防水性和穩(wěn)定性，才能達到預期的防腐效果。

2.2改善管道周圍環(huán)境

管道腐蝕在很大程度上取決于周圍環(huán)境的好壞，所以，改善環(huán)境在很大程度上能夠減少管道腐蝕的發(fā)生。例如，將腐蝕介質的濃度降低到最小，將介質中的氧去除，將管道周圍環(huán)境溫度、濕度等控制在合理范圍內，此外，也可以將緩蝕劑添加在腐蝕介質中，以達到減少和防止金屬腐蝕的幾率。

2.3陰極保護

天然氣管道包覆了防腐涂層之后還是會產生腐蝕反應，這種現象是因涂層本身的特點導致大陰極小陽級的現象而造成的，所以應當根據實際情況對管道實施陰極保護。而對天然氣管道的陰極保護共有兩種，一種是犧牲陽極法，這種方法是使用比被保護金屬腐蝕電位更負的腐蝕電位和被保護體組成電偶電池，利用負電性金屬可以不斷溶解形成電流的特點給被保護金屬陰極極化提供保護。一種是外加電流陰極保護，它可以利用外部的直流電源來直接傳輸陰極電流給被保護金屬，使它的陰極極化，保證被保護體能夠不發(fā)生腐蝕，外加電流陰極保護一般有相關的鏈接電纜和輔助電極、直流電源等共同組成。強制電流法陰極保護也是陰極保護的方法之一，它與犧牲陽極法有相同點也有不同點，它們的使用需要根據實際的供電條件、所需保護電流大小等因素來決定，所需保護電流量大、條件變化大的管道系統就需要使用強制電流陰極保護。

3總結

管道腐蝕問題已經成為天然氣輸送過程中的一大問題，管道防腐問題已經成為天然氣輸送相關技術的重要課題。天然氣管道運輸能否安全順暢，關系到能源安全，關系到人們的生產與生活能夠正常運轉。因此，管道的防腐問題應該引起油田企業(yè)足夠的重視，應從多方面加強管理，提升防腐技術水平，改進管道輸氣工藝，提高管材質量，完善施工工序和提高施工質量等，只有這樣才能將損失降到最低。

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（作者單位：中石油管道有限責任公司西氣東輸分公司武漢管理處）