埋地天然气管道防腐技术分析

埋地天然气管道防腐技术分析

杨明

中石油昆仑燃气有限公司天津分公司天津市300457

摘要：对于埋地天然气管道，之所以会发生腐蚀，影响的因素比较多，因此，在天然气工程中，要加强控制管道的质量，利用有效的方法，对管道设计进行改良，进而提升管道的防腐能力，切实保证管道的施工质量，促进我国天然气运输事业的发展。

关键词：埋地天然气管道；防腐技术；分析

1埋地天然气管道出现腐蚀的原因

通常情况下，天然气的运输管道都是采用金属性的管道，金属长时间在地底下埋设容易腐蚀，降低了管道的使用寿命，从而导致天然气出现泄漏而引起爆炸的现象很普遍。天然气的运输管道之所以容易被腐蚀，是因为天热其自身含有硫化氢、二氧化碳以及氧气等物质，这些物质直接与金属接触会发生氧化反应所导致的金属腐蚀。

1.1流动状态

天然气的流动形态会在一定程度上对金属产生腐蚀性，能够加快加快管道金属表面位置处的液体搅拌的剧烈程度，同时湍流能够管道金属表层与更多的腐蚀介质接触，从而发生腐蚀，且流动速度越快，腐蚀程度就越快。造成该腐蚀的原因在很大程度上取决于设备的设计思路以及设备的形状。

1.2金属材料的材质

天然气管道要有一定的抗磨损性能，通常来说，该性能的高低主要与硬度、化学构成以及耐腐蚀性等因素有关，金属的硬度越高，其抗腐蚀性能就越强，受到破坏磨损的合金硬度比较软的合金都容易发生腐蚀。

1.3天然气的流动速度

天然气的流动速度也会影响管道正常使用，若流动速度较快，管道金属的腐蚀速度就越快，当流速增加时，金属与硫化氢以及氧气等气体的接触面积与供应量就会增大，同时金属表面存在的静态膜厚度也可能减小，因而离子的扩散转移速度就越快，从而加快金属的腐蚀。

1.4天然气中的固体颗粒

固体颗粒会对金属的保护膜造成一定程度的影响，若固体颗粒很小，则不会对金属保护膜造成不利的影响，若固体颗粒尺寸越大，对保护膜的损坏程度就越大。

1.5金属的表面膜

在腐蚀的环境条件下，金属表面膜抵抗机械性质的破坏与磨损能力、一开始暴露时形成表面膜的快慢和难易程度以及受到破坏后的恢复能力，在很大程度上关系着金属表面保护膜的保护能力。

2应用埋地天然气管道的防腐技术

2.1阴极防腐技术

阴极防腐技术的主要技术原理是通过加设电流转化石油天然气的电极，以阻止电化学腐蚀。首先在容易产生电化学腐蚀的管道工程处加设电流，将石油天然气转化为阴性极端，以防止金属电离子转移。此种防腐技术主要有两种操作手段，1）将带有强大负电位且该负性电位远大于传输管道的金属连接到管道外部，使该金属表面处于腐蚀状态，以此保障管道工程不受腐蚀；2）向石油天然气管道中引入直流电以促使腐蚀向阳极转化，以保证运输管道不发生腐蚀反应。此种阴极防腐技术绿色环保，防腐性能较强且不会影响石油天然气运输的质量，是当前应用较为广泛的防腐技术之一，在石油天然气管道工程的防护中发挥了重要作用。

2.2涂层外防腐技术

涂层外防腐技术便是这样一种通过在管道上涂抹涂料来隔断管道与氧气接触的防腐技术，下面文章根据涂料的不同来分别介绍几种常见的涂层外防腐技术。1）无机非金属涂料。此种涂料主要表现为搪瓷、玻璃等绝缘涂料，一般来说将这些绝缘涂料涂抹在石油天然气管道的外层上可以阻断石油天然气管道与空气的化学反应、保证管道上的金属离子处于稳定状态，提高石油天然气管道的防腐蚀能力并延长其使用时间，此种防腐涂料在钢制石油天然气管道中应用尤为广泛。2）环氧涂层。此种环氧涂层较之无机非金属涂料而言，其防腐性能更好，可以适用的石油天然气管道的种类也更为丰富，几乎可以应用于所有材质的管道工程的防腐，但是此种涂层的制作和调配也更为复杂。3）改性涂层。此种改性涂层是涂层外防腐技术的所有涂料应用中最为先进的一种，此种涂料应用纳米技术临界处理有机材料和无机材料，使之应用于石油天然气运输管道工程中，改性涂层不仅有强大的防腐性能，能够提到石油天然气管道工程的防腐蚀能力，同时还有强大的防水能力，可以进一步延长管道的使用寿命。

2.3缓蚀防腐技术

所谓缓蚀防腐技术就是在建设石油天然气管道工程时向管道内放置一定数量的缓蚀剂，此种缓蚀剂能够防止管道内的腐蚀反应，提高管道的防腐蚀能力。缓蚀防腐技术石油天然气管道工程防腐技术中的基础技术，几乎所有的管道工程都会应用这一防腐蚀技术来延长管道的使用寿命。

2.4内部防腐技术

虽然石油天然气管道的内部较之管道外部和空气的接触有限，但是管道中运输的石油天然气因其自身质量和成分的差异，也会对管道内部产生一定的腐蚀作用，影响管道工程的使用寿命。因此，保持石油天然气管道工程内部金属离子的稳定、防止其发生腐蚀反应也是至关重要的。

2.5防腐检测技术

（1）PCM与RTK技术。PCM技术主要是用来检测管道电流的衰减梯度，对电流信号出现的磁场进行记录，从而掌握管道的位置、深度，找到定位管道破损的实际位置。一般情况，PCM常应用于管道的防腐层评价和检测中。当管道被破损时，PCM发出的电流会流入地面，在这个破损位置，其电流就会增大，利用PCM检测电流的变化，发现的异常位置即为管道的破损点。对于RTK技术检测原理，架设基准站之后，可以接受CPS信号，再将信息输送到流动站中，生成数据之后，经过计算，进而突出破损的坐标。对于RTK技术，由于融入了CPS定位技术，可以检测位置的四周环境，对破损位置的定位比较精准。通过PCM与RTK技术的有效结合，可以进一步提升位置的精确度，探测出实际深度，准确找到参照物的具体位置，为管理人员提供了可靠的数据，也为维修人员的提供了方便。（2）实践应用。案例：在某个地区中，对天然气管道进行检测时，由于该地区的地质情况比较复杂，山林和水稻比较多，也会有河流、公路等。对PCM防腐层进行检测时，可以得知，该地方的天然气埋地管线与设计图纸有很多地方是不符的，在本质上来看，主要是因为在实际的施工过程中，得知设计管线的走向无法施工，所以，施工人员根据实际情况，改变了路线的铺设方向。在本次工程的检测中，主要应用到了PCM、RTK等方法，也融入了CPS定位技术。在RTK软件中，通过输入相应的数据，可以准确找到水泥的地点，缓解了维修人员的压力，提高了维修效率，这为未来管线相关工作都会提供重要的参考价值。

3石油天然气管道工程关键防腐技术的前景展望

目前我国的涂料防腐技术和阴极防腐技术等防腐技术的发展取得了较好的防腐效果，提高了石油天然气管道工程的防腐能力和使用寿命。且此种防腐技术的应用较为便捷、价格相对低廉，对石油天然气管道工程的建设的改进起到了重要的推动作用，具有较强的实践应用性。

结束语

石油天然气是现代工业社会的血脉，几乎所有的现代机器和电力设施都需要石油天然气驱动，毫不夸张的说，如果没有石油天然气，现代工业文明将崩塌沦陷。运输管道是运输石油天然气的主要渠道，是保证现代社会运转的基础条件，高质量的运输管道能够保障石油天然气的运输效率和运输质量，因此做好石油天然气管道工程的防腐处理，提高管道工程的质量，尽量避免腐蚀对管道工程及石油天然气运输的影响对工业文明的运转至关重要。

参考文献：

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