长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护

长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护

王贵仁张春燕

1.江西省天然气有限公司江西南昌330096

2.江西省天然气控股有限公司管道分公司江西南昌330096

摘要：目前，天然气在我国的使用范围已经比较广泛了。天然气长距离管道输送是目前国内外天然气输送的主要方式。长输天然气管道大多是在野外，埋于地下或架空敷设，需要多次穿越公路、河流湖泊及多种地貌单元、不同的地理环境。而长输天然气管道又具有压力高、输量大、距离长、供气连续不断等特点，因此，长输管道在运行工程中受气候和环境影响，容易发生腐蚀穿孔而漏气，从而对管道造成一定程度的破坏，甚至造成巨大的经济损失和严重的人员伤亡事故。因此，如何防止长输天然气管道的腐蚀，已成为天然气管道管理中重要问题之一。

关键词：长输天然气;管道腐蚀;形成;防腐保护

1天然气长输管道防腐的重要性

天然气长输管道担负着长距离输送天然气的任务，一般埋地管线比较多，土壤腐蚀、电化学腐蚀等因素的影响，管道内部输送的天然气中含有腐蚀介质，对管道也会产生腐蚀，因此，采取必要的防腐措施，才能保证安全平稳地输送天然气。天然气长输管道的腐蚀，由于土壤腐蚀的程度比较高，很容易降低金属管道的强度，甚至破坏金属管道的结构，与土壤中的水体接触，长输化学腐蚀对金属管道的破坏性极强，降低金属管道的使用寿命。必须加强天然气长输管道的防腐处理，才能保证天然气长输管道的安全运行。天然气长输管道一旦发生泄漏事故，使天然气泄漏到大气中，会造成严重的环境污染，而且还会引发火灾、爆炸及中毒事故，而且造成天然气的极大浪费。如果不是长输管道的焊接缺陷等导致的，就是由于长输管道的腐蚀引起的，因此，重视天然气长输管道的腐蚀管理，避免泄漏事故的发生，能够提高管道输气的效率。

2天然气管道腐蚀的成因分析

2.1长输天然气管道外腐蚀

①大气腐蚀

当长输天然气管道置于大气环境中时，其表面通常会形成一层极薄的不易看见的水膜。当这层水膜达到20~30个分子厚度时，它就变成电化学腐蚀所需要的电解液膜。如果天然气管道表面只是处于纯净的水膜中，一般不足以造成强烈的电化学腐蚀，而大气环境下形成的水膜往往含有水溶性的盐类及溶入的腐蚀性气体。因此架空敷设在潮湿环境中的天然气管道表面极易发生大气腐蚀。

②土壤腐蚀

土壤颗粒间布满空气、水和各种盐类，使它具有电解质的特征。金属管道在土壤电解质溶液中构成多种腐蚀电池。一类是由于钢管表面状态的差异形成的微腐蚀电池，钢管表面条件效应产生的腐蚀。另一类是由于土壤腐蚀介质的差异形成的宏观腐蚀电池。假如管道各段落所处土壤透气性不同，土壤中氧的浓度也就不同，从而使腐蚀电池发育，腐蚀电池两极间的距离可达数公里。土壤腐蚀性常用土壤电阻率来表示，电阻率越小的土壤腐蚀性越强。

③微生物腐蚀

微生物腐蚀是指由微生物引起的腐蚀或受微生物影响所引起的腐蚀，是一种电化学腐蚀。埋地的长输天然气管道或架空的管道生物有着是十分亲密的接触，每年长输天然气管道由于微生物腐蚀造成的经济损失是是巨大的，因此对微生物腐蚀的防治的研究非常重要。

④海水腐蚀

海水腐蚀是构件在海洋环境中发生的腐蚀，海洋环境是一种复杂的腐蚀环境。在这种环境中，海水本身是一种强的腐蚀介质，同时波浪、潮流又对金属构件产生低频往复应力和冲击，加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。海洋中有着丰富的天然气资源，大部分需要通过海底管道长距离的输送到陆地，因此，海洋中的长输天然气管道的防腐也很重要。

2.2内部因素的影响

造成天然气长输管道腐蚀问题的内部因素主要包括管道的设计施工、管道材质的优劣、安装质量等。由于长输管道受周围地质环境的影响比较大，因此在管道设计施工过程中，就必须对管道拟要途径沿线的地形进行勘探并考察周围的地质环境，从而避免含水量高、岩体分布密集的地区。在采购管道建设用材料时，一定要严把质量关，不要只看重眼前的利益，选择价格便宜、性能差的材质。出于对长输管道所处环境的复杂性考虑，应尽量选择质量性能好、耐久性的材质。此外，要对施工质量进行严格的监控，避免粗暴的施及操作失误等行为对管道防腐层造成破坏。

3天然气长输管道防腐的技术措施

3.1管道外腐蚀防腐措施

为了保障长输天然气管道的长期安全稳定运行，需要对长输天然气管道进行防腐保护。目前，常用的防止天然气管道外腐蚀的方法是采用外防腐涂层和阴极保护联合作用。外防腐涂层是比较经济的，也是主要的天然气管道外防腐手段，阴极保护作为外防腐涂层的补充防腐手段。目前国内外适合于长输天然气管道的防腐涂层主要有热塑性的聚烯烃（二层PE,三层PE）涂层、热固性的熔结环氧(FBE)涂层、煤焦油瓷漆涂层等。常用的阴极保护有牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。①牺牲阳极保护法。在待保护管道上连接更低电位的金属或合金，从而形成一个新的腐蚀电池。保护原理是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金作为阳极，使其形成腐蚀电极，被保护金属作为阴极而得到保护。适用于电流需求量很小的管道或给有涂层管道外露部位提供阴极保护。②外加电流阴极保护法。将被保护管道与外加直流电源负极相连，而把另一辅助阳极接到电源的正极，在管道和辅助阳极间建立较大的电位差。便于调节电流和电压，具有保护距离长且距离可调和使用范围广等优点。

3.2管道内腐蚀防腐措施

长输天然气管道内壁腐蚀主要是由输送介质中所含的杂质和金属管道在一定条件发生化学或电化学反应所引起的腐蚀。①天然气管道内壁主要的防腐措施就是在管道内用合成树脂防腐蚀涂料等作内涂层，即可防止管道内壁的腐蚀，又能降低管壁的粗糙度，相应地提高了管道的输气能力。②也可以通过添加缓蚀剂来对长输天然气管道进行防腐。缓蚀剂防腐是指在天然气管道输送介质中加入适量的缓蚀剂来达到抑制或减缓金属管道内壁腐蚀速率的方法。其作用原理是缓蚀剂分子通过化学或物理吸附作用吸附到金属管道内壁上，改变金属管道内表面上电荷的分布状态或者在内表面上形成一层保护膜阻碍电荷的转移，从而达到减缓金属管道内壁的腐蚀速率。缓蚀剂防腐投入小、见效快，可适用于不同地形地貌天然气管道的防腐，目前在国内外的长输天然气管道防腐中已广泛使用③可以使用耐腐蚀的合金管材、玻璃钢或塑料管材来输送天然气。

3.3在特殊区域的防护措施

对于天然气长输管道处于水域的地区或者高压电网区域时，加强对管道的防护，才能保证安全输气。水域的管道会加剧腐蚀，实施高质量的防腐措施，对金属管线进行防腐绝缘层的包裹，优选防水的涂层技术，有效地解决水域的管道安全问题。

对于高压电网的区域，由于高压电网存在电场的辐射，对金属管道的腐蚀影响最大。因此，对金属管道进行防腐绝缘处理，避免感应高压电流而引发触电事故，导致长距离输气管道带电，影响安全操作。

结语

综上所述，由于受到目前科学技术发展的限制，现今每一项针对天然气长输管道的防腐技术都不能适用于所有的环境。鉴于此，这就要求我们在对天然气长输管道防腐措施中应当针对不同的地质环境，采取不同的应对措施，具体问题具体分析，只有这样才能最大限度的发挥天然气长输管道的经济效益，避免管道腐蚀。

参考文献

[1]赵洪涛.天然气长输管线施工技术探讨[J].科技与企业,2014,(13):225-225.

[2]李红平.长输天然气管线的腐蚀与防护[J].化工管理,2015,(13):139-139.

[3]魏忠革.天然气管道腐蚀原因分析与防护措施[J].化工管理,201616(06):158-158．