天然气长输管道防腐层及阴极保护技术中存在的问题及解决措施

天然气长输管道防腐层及阴极保护技术中存在的问题及解决措施

成飞

江西省天然气集团有限公司管道分公司 江西省南昌市 330000

摘要：近年来，我国对天然气资源的需求不断增加，天然气长输管道建设越来越多。在应用天然气能源时需要建设长输天然气管道，长输天然气管道建设的质量决定着天然气供输的质量。在天然气管道防腐措施中普遍采用阴极保护技术，但是在应用时存在一些问题影响技术应用的效果。因此，需要针对存在的问题制定出有效的改善措施，进而在保障阴极保护技术应用效果的同时，提高天然气管道防腐的效果，有效的保证长输天然气管道能够正常传输天然气，以供参考。

关键词：长输管道；防腐层；阴极保护技术

引言

随着我国油气集输技术的快速发展，在当前油气集输系统中阴极保护技术的应用非常广泛，但是由于集输管道通常情况下深埋在地下，在运行过程中会受到多种因素影响，因此不可避免的会导致其防腐层和阴极保护系统产生缺陷。因此针对长输天然气管道阴极保护系统常见缺陷问题进行探讨具有重要实践意义。

1长输天然气管道防腐的重要性

现阶段，不论国内还是国外，对天然气的需求量都是逐渐增加的状态，其中，天然气已成为不可替代的重要能源。在这种情况下，在新型的高效的能源未出现前，以及不能进行量产之前，天然气的需求量会不断攀升。要想切实保证天然气的供给要求，对长输天然气管道进行相应的保护是非常重要的。虽然近年来在天然气的运输方面，管道属于最为安全、最少损耗天然气的运输方式，但是现阶段，管道事故产生的数量也逐渐上升，证明在管道运输的过程中，也存在缺陷，在此过程中，引起管道事故最为普遍因素就是金属腐蚀[1]。在实际的管道运输的过程中，管道腐蚀可能造成的危害包括以下几个方面：第一，一旦管道被严重腐蚀，腐蚀的产物将与其中的天然气产生混合，导致天然气当中混入杂质，进而严重影响天然气的质量。第二，若管道腐蚀非常严重，极有可能造成天然气泄漏，不仅会严重损失天然气资源，而且对于管道公司而言，也将产生严重的财产损失。第三，若腐蚀的程度达到了可能泄漏的程度，泄漏的天然气将会进入土壤，进而对环境造成严重的污染，而且此类对环境的破坏是不可逆的，在现阶段，环境保护问题日益突出的情况下，对环境的严重污染将严重限制天然气资源的发展。第四，一旦遭到泄漏的天然气直接遇到火源，极易产生火灾以及爆炸事故，不仅会对天然气的运输产生影响，而且还会造成人员伤亡。第五，在管道遭到腐蚀以后，腐蚀的产物将附着与管道内壁，进而加速管道腐蚀进程。所以，在实际的天然气管道运输的应用过程中，管道防腐具有非常重要的意义。

2天然气长输管道发生腐蚀的原因

首先是材料和工艺因素。由于传输管道制造所需的材料通常是钢材，其成分主要是各种金属物质，在一定的温度和湿度环境中容易出现腐蚀问题。一般采取微晶结构模式进行钢管的制作，该工艺对材质有着较高的要求，如果钢材表面存在缺陷，使用一段时间后容易发生腐蚀开裂。其次是埋地隐患。一方面管道成分为金属物质，存在各种电化学特性，土壤所具备的物化属性也较不均匀，金属的电化学特性为土壤腐蚀奠定了环境基础。另一方面，在细菌作用下，电极反应会使得铁跟硫酸盐转化为氢。同时，土壤中存在电流的影响会加快腐蚀。最后，防护效果不够理想。通常管道保护采用阴极保护模式和防腐蚀覆盖层两种模式，技术关键是对存在干扰的因素进行排除，实现最佳的防腐效果。

3长输天然气管道防腐层的防护技术

3.1地上跨越处管道防腐层的防腐技术

为了达成更好的防腐效果，天然气管线在铺设时需要根据具体的施工环境选择相应的防腐措施。也需要充分的对长输管线的实际运行特点进行充分考量。从而制定符合实际情况的防腐措施。例如在进行地上跨越处的管线防腐层施工时，由于管线长期暴露，应对管线表面进行彻底的清理，一般使用钢锉以及钢丝线刷将原有防腐涂层进行彻底的清理，清除表面杂物必要时需要进行剖光处理。在表面处理工作完成后进行防腐层涂刷，首先涂抹环氧带底漆，在控制镀层厚度时需要使厚度达到70μm以上。最后实施在管道的最外层涂刷总干膜的工作，在涂抹时同样需要注重厚度的把控，厚度要达到140μm以上。利用此种修复防腐层的措施可有效加强天然气输气管线所具有的防腐能力，并且同时还能够对输气管线的持久性进行有效的维护，维护效果与修复效果同样突出。

3.2电化学防护

在实际的长输天然气管道的电化学保护过程中，经常使用的是牺牲阳极的阴极保护法。这种化学传输管道防腐方法的原理非常简单，在实际的应用过程中，在传输管道外部增设一种比管道所用金属材料更加活跃的金属材料，进而构成原电池。在此原电池当中，阳极为活跃金属、阴极为管道，在实际的腐蚀现象发生的过程中，管道将被保护。在实际运用此类防腐措施的过程中，应当对管道的长度、壁厚以及其所处的环境进行综合考量。进而对活跃金属的位置及重量进行详细的计算。

3.3增加埋深处管道防腐层的防护技术

为了保障确保天然气的工作效果，保证输气管线能够稳定安全的完成天然气的传输工作，需要确保深层管线的防腐效果，定期对深埋管线的防腐层进行检测，对已经出现防腐层失效的管线进行防腐层修复。检测方法一般采用目测或者电火花检测，在检测时如果发现防腐层存在不合格区域，需要进行除锈工作。

4长输天然气管道阴极保护常见缺陷

经过长时间的运行，长输天然气管道在阴极保护系统的应用过程中，产生了很多问题。一方面，阴极保护设备陈旧老化，已经不能进行正常的运行，产生这样问题的原因在于：长输天然气管道首站的恒电位仪调节开关由于时间问题产生了失灵的状况，进而无法调节保护电位，对于末站的恒电位仪转换器不能进行高效的转换，导致机子有输出，但是管道没有输出。阳极地床电阻高，对阴极电流的发散造成了很大影响，对阳极的牺牲并不能发挥应有的作用，进而导致大部分管道失去了保护，造成严重的腐蚀。另一方面，管道保护电位偏高，造成的部分管段腐蚀严重。现阶段，大多数长输天然气管道电位处于较高的状态，管道保护电位与正常的电位相比，产生了偏离，进而加剧了管道腐蚀。

5阴极保护技术

首先要做好阴极保护站的防护工作，在进行输气管线的管理过程中要恢复输气管线阴极保护措施，对防腐层进行修复。输气管线自身拥有的防腐层通常会暴露在外部环境中，管线也会受到外部的侵蚀，所以要利用阴极保护设备实现抵御腐蚀的效果，如果缺少电源装置，可以利用蓄电池实现保护功能。其次，牺牲阳极保护技术。土壤中牺牲阳极回避金属材料具有更高的活性，在跟体电连接后会将腐蚀溶解，产生大量的电子，电子在被保护体表面产生阴极还原反应，实现对阴极的保护。再次，外加电流阴极保护技术。通过导线将金属结构跟直流电源负极连接到一起，辅助阳极跟电源正极连接，电子会向阴极表面流动，也就是被保护的管道。

结语

综上所述，天然气能源的产量呈现出逐年增加的趋势，已经成为各行各业与人们生活中不可缺少的能源，长输天然气管道在我国社会经济发展过程中发挥出重要作用，因此必须要针对其防护层和阴极保护常见缺陷进行深入分析，并采取有效措施进行应对，这样才能保障管道安全运行。

参考文献

[1]钱溢.长输天然气钢质管道防腐补口施工质量控制探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(19):18-20.

[2]程浩.长输天然气管道防腐层及阴极保护常见缺陷及对策研究[J].特种设备安全技术,2019(05):26-27+41.

[3]乔实.同步监测法定位杂散电流在天然气管道的应用[J].石化技术,2017,24(10):252.