天然氣輸送管道腐蝕原因及防腐措施分析

黃瑩

摘 要：天然氣成為了能源市場(chǎng)的主要能源供給類型，人們的生活生產(chǎn)能源需求逐漸增加，天然氣作為主要的能源供給也面臨著供給的挑戰(zhàn)。天然氣的供給中，天然氣的運(yùn)輸問(wèn)題是常關(guān)注的問(wèn)題之一。天然氣的運(yùn)輸離不開(kāi)天然氣的管道運(yùn)輸，天然氣管道運(yùn)輸常出現(xiàn)的問(wèn)題是天然氣管道的腐蝕情況，這關(guān)系天然氣管道運(yùn)輸質(zhì)量，也是誘發(fā)天然氣事故的重要原因。因此，本文主要對(duì)天然氣管道腐蝕問(wèn)題及原因進(jìn)行研究分析，并重點(diǎn)對(duì)防腐方法進(jìn)行探究和創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：天然氣；管道；腐蝕；防腐

現(xiàn)代化建設(shè)推動(dòng)了天然氣管道的建設(shè)，天然氣管道成為了現(xiàn)階段天然氣運(yùn)輸?shù)闹匾d體，天然氣運(yùn)輸在人們的生活中起到重要的作用，也是重要的化工原料，但是天然氣管道的腐蝕現(xiàn)象制約了天然氣能源供給的發(fā)展。也阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文首先對(duì)天然氣管道輸送過(guò)程中管道防腐現(xiàn)象進(jìn)行原因分析和防腐方法研究，旨在提高天然氣防腐問(wèn)題的解決能力。

1天然氣管道輸送過(guò)程中管道腐蝕的成因

管道腐蝕的成因復(fù)雜，是多種因素作用的共同結(jié)果。天然氣管道的腐蝕現(xiàn)象有幾種：土壤腐蝕、管道腐蝕、大氣腐蝕以及細(xì)菌腐蝕。

天然氣管道是穿越土壤建設(shè)的，而土壤中所含的物質(zhì)性質(zhì)可能存在與天然氣管道不相容的情況，這就導(dǎo)致了對(duì)天然氣管道的腐蝕，有的土壤物化具有導(dǎo)電性的性質(zhì)，接觸到金相結(jié)構(gòu)的管道則會(huì)產(chǎn)生腐蝕電流，從而產(chǎn)生土壤腐蝕的問(wèn)題。

另外，管道的腐蝕是由于防腐層老化導(dǎo)致的。天然氣管道的防腐層有著使用年限，經(jīng)過(guò)各種外界環(huán)境的影響，管道防腐層老化剝離誘發(fā)了腐蝕物質(zhì)腐蝕管道的外壁。

此外，水蒸氣附在天然氣管道形成了能對(duì)管道的金屬表面化學(xué)腐蝕的包含化學(xué)物質(zhì)的水膜。而細(xì)菌腐蝕是氧化菌、鐵細(xì)菌等細(xì)菌對(duì)管道侵蝕，該種腐蝕出現(xiàn)在潮濕地溝的濕度高的環(huán)境中。

2天然氣管道防腐傳統(tǒng)方法

2.1陰極保護(hù)技術(shù)

天然氣的管道具有導(dǎo)電性，遇到一定量的直流電流能夠?qū)е落撡|(zhì)管道發(fā)生陰陽(yáng)極化的變化，利用管道表面的電流變化降低電流對(duì)管道的腐蝕情況，降低管道受腐程度。這種防腐方法是常見(jiàn)的陰極保護(hù)技術(shù)。這種技術(shù)的根據(jù)電流的陰陽(yáng)劃分為外加電流陰極保護(hù)與犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)兩種技術(shù)。

其一，外加電流的陰極保護(hù)方法對(duì)長(zhǎng)距離大口徑的天然管道有較好的應(yīng)用價(jià)值，管道沿線的地形具有穩(wěn)定性，不容易產(chǎn)生性質(zhì)變化，該技術(shù)是建立管道的舒適區(qū)，當(dāng)管道金屬與外部直流電源連通時(shí)，能產(chǎn)生管道免蝕區(qū)，管道在該區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)自我保護(hù)。

其二，犧牲陽(yáng)極的方式運(yùn)用在土壤的天然氣管道中，針對(duì)土壤電阻率較低的金屬管道具有很強(qiáng)的實(shí)用性，也是常見(jiàn)的天然氣管道防腐方法。金屬管道需要連接保護(hù)負(fù)電位，并保證金屬的電解質(zhì)要統(tǒng)一性，進(jìn)而促進(jìn)保護(hù)的金屬管道的狀態(tài)處于負(fù)電位或相同電位，該種狀態(tài)下管道金屬的陰極極化能夠起到防腐的良好效果。運(yùn)用該種防腐方法需要需具備導(dǎo)電性的腐蝕介質(zhì)，并且適用金屬管道材料，且被防腐保護(hù)管道能夠?qū)崿F(xiàn)電連續(xù)性。

2.2管道外層防腐

管道外層防腐是常見(jiàn)的天然氣管道防腐技術(shù)，使用的是防腐涂料來(lái)隔絕外界腐蝕，在管道金屬表面涂敷涂料，并保證涂料的均勻和嚴(yán)密，很好地隔絕腐蝕介質(zhì)。由于防腐層位于管道外層，要求其具有高穩(wěn)定的物化性能和節(jié)電性能。根據(jù)防腐層的內(nèi)外兩面分為表面保溫涂層和內(nèi)壁防腐層。溫度適宜的結(jié)構(gòu)或材料作為保溫涂層，涂層材料是外敷聚乙烯層的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，應(yīng)用在中小口徑管道，能夠?qū)χ苓呁寥榔鸬礁魺嶙饔?，保溫圖層增加管道的保暖復(fù)合。另外，內(nèi)壁防腐是于內(nèi)壁涂料薄膜，減少管道內(nèi)壁的摩擦阻力來(lái)降低溫度。

2.3系統(tǒng)化和數(shù)據(jù)化管理

天然氣管道的防腐是天然氣運(yùn)行不可忽視的運(yùn)行管理，防腐工作需要建立一套完整的管理系統(tǒng)，對(duì)管道的腐蝕情況進(jìn)行綜合檢測(cè)，保證管道處于安全運(yùn)行的狀態(tài)，確保管道的安全運(yùn)行。防腐數(shù)據(jù)化管理是現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用結(jié)果，有著科學(xué)的依據(jù)和規(guī)范的操作，建立管道的防腐數(shù)據(jù)庫(kù)，管理防腐的綜合信息：如土壤、管道材料、陰極保護(hù)等。此外，系統(tǒng)化和數(shù)據(jù)化管理系統(tǒng)還包括基礎(chǔ)綜合評(píng)價(jià)模塊，對(duì)陰極保護(hù)、土壤腐蝕情況、覆蓋層等防腐效果進(jìn)行評(píng)價(jià)比對(duì)。

3優(yōu)化管道防腐技術(shù)

3.1管道外層的防腐優(yōu)化

管道的外層防腐技術(shù)的優(yōu)化已經(jīng)得到了很好的驗(yàn)證，管道的防腐涂料改進(jìn)，拉近了和國(guó)外的距離，我國(guó)加大了對(duì)管道防腐層的研發(fā)力度，防腐技術(shù)與國(guó)際接軌，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，與高度防腐的目標(biāo)越來(lái)越近。

第一，防蝕涂層的應(yīng)用?，F(xiàn)階段新埋地的天然氣管道的防蝕涂層材料為院復(fù)合涂層和環(huán)氧粉末遙，替代了傳統(tǒng)的煤焦油瓷漆和石油瀝青的防腐涂層，對(duì)環(huán)境保護(hù)有著一定的積極意義。

第二，復(fù)合涂層的應(yīng)用。復(fù)合涂層主要是各類涂層的復(fù)合應(yīng)用，將不同的物理涂層性能進(jìn)行疊合或化學(xué)性能進(jìn)行粘結(jié)，形成全新的具有綜合性能強(qiáng)的復(fù)合涂層，彌補(bǔ)了單一涂層防腐的不足。

第三，緩蝕劑防護(hù)。緩蝕劑防腐方法的核心的添加的緩蝕劑，緩蝕劑在腐蝕環(huán)境中能夠起到隔絕金屬腐蝕的作用，發(fā)揮作用的原理是由于添加的緩蝕劑含有阻止或減緩金屬腐蝕速度的物質(zhì)，這些物質(zhì)容易合成緩蝕劑分子，而緩蝕劑分子能夠產(chǎn)生對(duì)管道的物理吸附作用或化學(xué)吸附作用而附在金屬表面，能夠保持穩(wěn)定的天然氣管道表面電荷狀態(tài)，改變表層的界面性質(zhì)以維持金屬表面的能量狀態(tài)的穩(wěn)定化，從而減少腐蝕反應(yīng)的活力，降低腐蝕速度。另外，被吸附緩蝕劑上的管道表層形成了疏水性保護(hù)膜，疏水膜能夠降低管道表面發(fā)生腐蝕反應(yīng)的速度，制約了腐蝕物質(zhì)電荷的轉(zhuǎn)移。由此可見(jiàn)，防腐蝕有著見(jiàn)效快、使用方便、投資少的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用在燃?xì)夤艿赖姆栏泻軓V闊的前景。

3.2陰極保護(hù)參數(shù)的準(zhǔn)確性

陰極保護(hù)參數(shù)的準(zhǔn)確性包括管道表面的保護(hù)電位、保護(hù)電流等參數(shù)的準(zhǔn)確性，重視參數(shù)的準(zhǔn)確性在保護(hù)管道的電位實(shí)際操作能更有效，具體來(lái)說(shuō)，參數(shù)的確定包括保護(hù)電位的范圍、效率與程度等指標(biāo)。其中保護(hù)電位主要是指采取陰極保護(hù)時(shí)，管道金屬停止腐蝕時(shí)所需的點(diǎn)位置。要想徹底停止腐蝕，則要求能夠把管道金屬的電位極化到與表面最活躍的陽(yáng)極點(diǎn)初始電位。在實(shí)際操作過(guò)程中，需要能夠?qū)ΡＷo(hù)的程度與效率進(jìn)行有效兼顧，給出保護(hù)電位的范圍，允許管道金屬在保護(hù)狀態(tài)下仍然以不大的速度進(jìn)行均勻的腐蝕。而保護(hù)電流參數(shù)指標(biāo)的確定是根據(jù)被保護(hù)的金屬管道輸入的保護(hù)電流實(shí)際運(yùn)行量，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行準(zhǔn)確分析參數(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

天然氣管道防腐技術(shù)是天然氣管道運(yùn)輸正常運(yùn)行的保障，關(guān)系到天然氣的正常運(yùn)行。所以在實(shí)際工作過(guò)程中，要求工作人員能夠深入分析管道腐蝕產(chǎn)生的原因，采用創(chuàng)新完善的防腐技術(shù)，如陰極極化、管道外層防腐的技術(shù)以及系統(tǒng)化、數(shù)據(jù)化的管理方式，促進(jìn)天然氣管道的建設(shè)良性發(fā)展。

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