天然气管道腐蚀原因及防治措施

天然气管道腐蚀原因及防治措施

孙宝晨

中石化烟台龙口液化天然气有限公司 山东省烟台市 265700

摘要：天然气作为清洁能源新型环保能源，其在我国的发展中发挥着重要作用。为满足社会不断增加的天然气消费需求，天然气管道的长输管道得到了突飞猛进的发展。但是与此同时，天然气管道的腐蚀不仅会也给管网企业带来巨大的经济损失和生态破坏，而且严重危害其安全生产。为了保证天然气管道的平稳高效运行，减少管道腐蚀对集输企业的造成的损失。基于此，文章首先分析了天然气管道腐蚀的原因，然后提出了具体的防治与管理措施，以供参考。

关键词：天然气管道；腐蚀原因；防治措施

1长输天然气管道腐蚀主要原因

1.1土壤腐蚀

土壤腐蚀是最为常见的天然气管道腐蚀现象。天然气管道在铺设中会与含有各类物质成分的土壤直接接触，土壤成分、地质结构、管道金属结构等因素的不同，会导致会出现电流电解质与腐蚀性电流，长时间作用下形成土壤腐蚀现象。土壤中含有水分、空气、盐等物质，且都具备电解质，天然气金属管道在土壤环境中会接触到这些电解质，与之发生反应形成腐蚀电池，腐蚀电池主要有以下两类：微腐蚀电池，天然气管道表面钢结构在众多电解质作用下形成了条件效应，从而产生腐蚀现象。由土壤内部腐蚀介质的成分不同而形成的腐蚀电池，天然气管道不同段落处于氧含量不同、透气性不同、温度不同的土壤环境中，就会发生腐蚀现象。通常条件下，使用土壤自身的电阻率对土壤腐蚀性进行区分，土壤电阻率大，证明土壤腐蚀性弱，土壤电阻率小，则土壤腐蚀性强。

1.2微生物腐蚀

微生物腐蚀属于电化学腐蚀，是指天然气管道受到微生物的影响，发生了电化学腐蚀现象。天然气管道在地下土壤、河流海水与架空环境中，都会和微生物之间发生接触，微生物作用下，天然气管道内壁与外壁之间发生了一定程度的化学反应，从而形成腐蚀现象。相比之下，长输天然气管道由于微生物腐蚀所引起的经济损失最为严重，对微生物腐蚀的研究与防范工作尤其重要。

1.3大气腐蚀

在中高空地理位置进行长输天然气管道建设工程时，由于天然气管道在自然环境中会与大气接层触，其中含有的碱性气体、水膜、水溶性物质等成分会在压力作用下在管道表层形成一层水膜，水膜厚度极薄，且自然条件下不易被人看见，而当水膜分子厚度到达之间时，会逐渐形成电解质水膜，电解质水膜能够与管道金属发生化学反应，从而形成腐蚀现象。电介质水膜是天然气管道发生电化学腐蚀的主要因素。如果将天然气管道表面放置在纯净的水膜环境中，电化学腐蚀现象只会造成微弱的影响。对比下能够发现，自然环境中空气作用下形成的水膜含有腐蚀性气体和水溶性的盐类成分，极容易与天然气管道发生电化学腐蚀，造成天然气管道破裂等问题。此外，由于天然气管道处于自然环境中，风吹日晒、暴雨大雪等恶劣环境会造成一定程度的管道外壁损坏现象，损坏的天然气管道会与大气中的酸性物质发生腐蚀，加快了天然气管道腐蚀。

1.4内部腐蚀

长输天然气管道工作时，输送物质会和管道内壁直接接触，输送物质不仅包括天然气，还包含水合物、二氧化碳、硫化物、氧化物以及其他杂质等成分，随着输送时间、压力、流动速度、温度等发生变化，对天然气管道内壁造成严重的腐蚀现象。主要原因有以下几点：在适当条件下，天然气内杂质成分会与管道内壁发生电化学腐蚀与化学腐蚀，天然气杂质主要包含水分、硫化氢、等。长输天然气管道传输距离远，输送体量大，在传输过程中经过高压、高温的环境，高温高压环境会导致酸性物质活动能力增强，从而加快天然气管道内壁腐蚀程度。长输天然气管道工作时会产生自由液相，气态、固态、液态三种状态同时出现在天然气管道内部，三态混合物会在流动压力作用下对天然气管道内部进行腐蚀，尤其是管道转角位置，极容易出现内壁破裂现象，从而造成天然气泄漏事故

2天然气管道防腐技术的应用

2.1涂层防腐技术

涂层防腐技术基本上可以视为天然气管道防腐工作常用的技术手段。在原理表现上，要求现场工作人员应该在管道外侧涂抹适当的防腐材料，确保腐蚀性物质无法与金属管道直接接触，达到良好的防腐效果。为确保涂层防腐施工技术效果得以深化加强，建议施工人员在开展涂层防腐操作的过程中，应该选择合适的涂膜材料进行操作应用。其中，所选择防腐材料必须满足规范要求，以避免出现管道腐蚀问题。举例而言，施工人员可以使用聚乙烯管道防腐材料，提高管道整体的耐老化性能以及耐腐蚀性能。

2.2阴极保护技术

合理应用阴极保护技术在一定程度上可以深化天然气管道防腐效果，有效缓解天然气工艺管道电化学腐蚀问题。在技术原理方面，阴极保护技术主要利用直流电流促使管道表面可以形成阴极极化效应，进而达到保护管道的目的。举例而言，外加电流阴极保护技术作为阴极保护技术的重要表现，主要通过借助外加直流电源以及辅助阳极，确保电流流向被保护金属当中。在此过程中，被保护金属的结构会发生阴极极化现象，此时管电位低于周边环境，遏制腐蚀问题出现。

3天然气长输管道防腐工程管理措施

3.1重视日常管理工作

天然气管道防腐是一个复杂且漫长的过程，在平时的工作中，相关人员需要加强对管道故障的管理。因此，在管道防腐处理过程中，需要将重点放在预防工作上，将使用的防腐材料、防腐技术等内容严格记录好，并定期对管道实施检测，以确保管道内部压力、容器压力处于合理状态，避免一些安全问题的发生。在日常管理工作中，应根据天然气公司提出的要求，从而制定并完善管理规范，引导工作人员形成安全责任意识，从而为天然气运输工作的安全、平稳运行提供保证。

3.2注意穿越深度及穿越层的稳定，增加标志、采取保护设施

在管道施工期间，如果遇到无法避免的穿跨越施工时，应注意穿越深度及穿越层的稳定，定向施工的同时，同步采集管道的平面坐标和高程，以便换算纵坐标。需要精确地记录穿跨越管道所在位置的坐标信息，同时增加地面标志牌、航道标等具有管道说明的标志物。穿跨越路面的天然气管道，需要使用钢套管或者水泥预制套管进行保护，对于沉人河道中的天然气管道，需要采用护岸、护底、配重块等保护设施，这样才能使管道免于遭受破坏。

3.3分类，程序化，标准化管理

建立并完善第三方施工管理细则，将其中管道管理人员遇到第三方施工情况、施工事件处理的程序细化，并将第三方施工的不同类别进行标准化完善。第三方施工主体与在天然气管道的关系可分为以下几类:如果第三方施工与天然气管道冲突，在满足施工过程不影响天然气管道安全的前提下，要求对方变更设计施工并提供施工方案;如果第三方施工主体与天然气管道交叉时，可分别考虑修筑管涵，或者天然气管底浇筑混凝土(主体在管道下方)的方式进行保护;当第三方施工主体与天然气管道平行时，需要参照设计规范以及行业标准中要求处理。

结语

总而言之，天然气工艺管道长期埋设于地下空间环境当中，很容易受到周边因素的干扰影响而出现腐蚀问题。为确保天然气工艺管道始终处于高效稳定的运行状态，建议工作人员应该深刻意识认识到天然气工艺管道防腐工作的重要性，主动采取科学合理的防腐技术加强管道防腐效果。除此之外，管理人员应该深化个人的岗位职责，加强对天然气工艺管道的维护管理力度，保障天然气工艺管道始终处于稳定运行状态。

参考文献：

[1]万琼,李广泽.某天然气管道内腐蚀问题探析[J].材料保护,2021,54(03):169-173.

[2]邵帅.基于天然气管道防腐措施的应用探讨[J].全面腐蚀控制,2021,35(02):106-107.