長輸天然氣管道防腐層及陰極保護技術(shù)分析

單慶偉

（大慶油田工程項目管理有限公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

天然氣管線腐蝕是造成管線泄露斷裂等事故的直接誘因，受天然氣特殊的物理性質(zhì)決定，一旦發(fā)生管線泄露等問題，會造成嚴重的環(huán)境污染以及火災爆炸事故，危害后果難以估量。因此天然氣管線在安裝前會進行防腐處理，提高防腐性能確保管線的使用壽命以及使用安全性。防腐涂層和陰極保護是目前應用最廣泛的防腐劑技術(shù)。

1 天然氣長輸管線腐蝕原因分析

1.1 材質(zhì)和工藝因素

為了確保管線的強度以及承壓能力，管線一般使用鋼材鑄造，管線鑄造用鋼材中種類較多，但幾乎所有的鋼材在高溫高濕度環(huán)境腐蝕速度均較快，在腐蝕現(xiàn)象發(fā)生到一定程度后會引發(fā)腐蝕和開裂的現(xiàn)象。

1.2 埋地腐蝕現(xiàn)象嚴重

天然氣長輸管線一般深埋于地下，地下環(huán)境的溫度和濕度會加速管線腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，同時土壤中存在多種可能造成化學腐蝕現(xiàn)象的物質(zhì)，土壤環(huán)境下也讓管線面臨電化學腐蝕的威脅，此外在電極反轉(zhuǎn)的過程中，土壤中存在的部分微生物會促進鐵與可溶硫酸鹽向氫進行轉(zhuǎn)變，形成腐蝕現(xiàn)象。

1.3 防腐措施不到位

目前我國天然氣長輸管線在鋪設(shè)前都進行了相應的防腐處理，采用噴涂外防腐層的措施實現(xiàn)管線外層的防腐，通過陰極保護的模式實現(xiàn)管線的內(nèi)防腐。但在實際的應用中如果不能充分考慮環(huán)境因素，會導致防腐措施失效，喪失應有的防腐作用。

2 陰極保護的現(xiàn)狀分析

在建設(shè)長輸管道多數(shù)采用埋地的鋪設(shè)模式，從而確保管線鋪設(shè)通過性以及使用安全，埋地鋪設(shè)的方式可以實現(xiàn)對管線的有效保護，同時也與城市鋪設(shè)環(huán)境相適應。但同時管線也需要面對地下復雜的腐蝕環(huán)境。一般會采取陰極保護技術(shù)來實現(xiàn)對管線的電化學防腐。

3 天然氣長輸管線防腐層防腐技術(shù)

3.1 地上跨越處管道防腐層的防腐技術(shù)

為了達成更好的防腐效果，天然氣管線在鋪設(shè)時需要根據(jù)具體的施工環(huán)境選擇相應的防腐措施。也需要充分的對長輸管線的實際運行特點進行充分考量。從而制定符合實際情況的防腐措施。例如在進行地上跨越處的管線防腐層施工時，由于管線長期暴露，應對管線表面進行徹底的清理，一般使用鋼銼以及鋼絲線刷將原有防腐涂層進行徹底的清理，清除表面雜物必要時需要進行剖光處理。在表面處理工作完成后進行防腐層涂刷，首先涂抹環(huán)氧帶底漆，在控制鍍層厚度時需要使厚度達到70μm以上。最后實施在管道的最外 層涂刷總干膜的工作，在涂抹時同樣需要注重厚度的把控，厚度要達到140μm 以上。利用此種修復防腐層的措施可有 效加強天然氣輸氣管線所具有的防腐能力，并且同時還能夠?qū)敋夤芫€的持久性進行有效的維護，維護效果與修復 效果同樣突出。

3.2 增加埋深處管道防腐層的防護技術(shù)

為了保障確保天然氣的工作效果，保證輸氣管線能夠穩(wěn)定安全的完成天然氣的傳輸工作，需要確保深層管線的防腐效果，定期對深埋管線的防腐層進行檢測，對已經(jīng)出現(xiàn)防腐層失效的管線進行防腐層修復。檢測方法一般采用目測或者電火花檢測，在檢測時如果發(fā)現(xiàn)防腐層存在不合格區(qū)域，需要進行除銹工作。

3.3 外加電流陰極保護技術(shù)

外加電流陰極保護技術(shù)的工作原理是利用導線實現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)與直流電源負極相連接，實現(xiàn)輔助陽極能夠與直流電源正極有效連接，連接后存在電子流入陰極表面的過程，此陰極表面是指被保護的長輸管道。當外加的電子不能及時與電解質(zhì)溶液中含有的某 些物質(zhì)產(chǎn)生作用時，會在陰極的表面產(chǎn)生積聚，陰極表面的電極電位會朝向負的方向進行移動，形成陰極極化，金屬結(jié) 構(gòu)中存在的電子釋放過程會受到阻礙。陰極電流如果不斷增大，積累的電子也會逐漸增多，在金屬結(jié)構(gòu)表面所產(chǎn)生的電極電位負值會增高，而微陽極所釋放的電子能力則越來越弱。在金屬結(jié)構(gòu)表面形成的陰極極化處于某一值時，微陰極與微陽極會產(chǎn)生等電位的現(xiàn)象，陰陽極之間的電位差處于零的位置，原電池受到了腐蝕作用產(chǎn)生停止。