天然气长输管道内腐蚀原因分析与应用研究

天然气长输管道内腐蚀原因分析与应用研究

王晓军 ,路利军  ,张旭娟

中国石油长庆油田第一采气厂   陕西  靖边   718500

摘要：目前，天然气长距离运输普遍选择管道运输，但长距离运输要穿越众多地质环境，面临复杂的气候变化，管道长距离运输必然存在安全隐患。实际中需要研究天然气长输管道的特点，分析造成长输管道腐蚀的主要因素，需要在保证长输管道运输安全的基础上优化与改进技术，解决当前存在的内腐蚀问题，提高天然气长输管道运输的安全性与可靠性，避免运输过程中出现安全问题。

关键词：天然气；长输管道；内腐蚀；控制措施

引言

随着社会建设工程的不断深入，人们对生活环境的要求越来越规范，远距离输气工程受到了特别的关注。在自然环境中，普通材质的长输天然气管道受外界影响，容易产生管道腐蚀现象，不仅对人们的日常生活造成影响，严重威胁社会安全，造成企业、个人的经济损失。在对长输天然气管道腐蚀问题进行处理时，需要注意管道防腐工作的重要性。

1、常用天然气输送技术类型

天然气在正常条件下是在地下天然气岩层中，对于气态物质，通常的输送方式是封闭管道输送。当天然气被开采出后，可通过各级燃气管线以及分配站送到千家万户中。由于天然气的产地通常位于偏远地区，因此在开采地与用户之间需建立完整的长距离输送通道方可实现天然气的入门入户，因此，管道建设成为天然气传输的基础。随着技术的快速发展，深冷技术逐渐成熟，天然气液化成为一种有利运输手段，该技术原理是将天然气在低温以及高压下转化为液体，随后通过特殊容器进行跨洋过海或者长输管道未敷设到的远距离运输。另外，还可对天然气进行高压处理，利用承压设备进行远距离运输。因此，到目前为止，天然气的主要运输方式可分为管道运输、液化、压缩运输。从结合运输地理环境要求，天然气运输可在地表地下进行运输。通常情况下多采用管道运输，管道运输相较其他方式更为经济便利，另外，对于小体积天然气运输可采用槽罐车运输。天然气水路运输主要通过特种运输船实现，大致可分为两类：一是液化气船运，可跨洲际进行远洋运输；二是海底管道，此类运输形式适合长时间供气使用，可满足大量人口的天然气供应需求。

2、天然气长输管道内腐蚀原因分析

2.1土壤腐蚀原因

最为常见的天然气管道腐蚀现象是土壤腐蚀。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，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。

2.2内部腐蚀原因

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。

3、天然气长输管道内腐蚀原因应用研究

3.1避免出现气孔的措施

为了解决气孔问题，在焊接管道之前，操作人员必须在焊接过程中对管道横截​​面进行全面观察，并对焊口进行广泛的清洁和抛光，以去除出现的杂质和锈斑。在焊接引弧操作中，一定要注意引弧位置的选择，通常是从距离焊接口最远的地方开始。在焊接过程中，一定要保证整个焊接过程以及焊接部位受热均匀，同时对整个焊接情况进行仔细观察，一旦发现焊接时出现蜂窝状气孔，就需要停止焊接，对焊接口进行重新打磨处理。在焊接冷却操作中，要注意对冷却工具的检查。在焊接操作中，一旦冷却工具出现质量问题，就可能出现气孔，一定要注意对所使用的冷却工具的检查。另外，在焊接操作中，一定要确保所使用氩气的纯度，同时针对氩气供应工具进行全面检查，以免因为氩气供应问题引发气孔问题，从而影响到焊接整体质量。

3.2管道内涂层防腐措施

长输天然气管道防腐的关键性举措是涂防腐层。由于长输天然气管道腐蚀的影响因素较多，管道所遭受腐蚀的程度不同，因而在涂防腐层时，应综合考虑土壤、运输条件、工艺技术等各种因素。只有如此，才可既能达到防腐功效，又能确保防腐措施的经济性与可靠性。做好内部涂层防腐。内防腐层，即在管道内壁与输送介质之间创造出一定的隔离空间，最大限度避免金属管内壁与腐蚀物之间发生直接接触，以此来进行管道防腐。在长输天然气管道中进行涂层，不仅能起到降低管道腐蚀程度的作用，还能减少管壁与管流之间的摩擦阻力，继而提高天然气运输的量。管道内侧的防腐涂层可选用环氧树脂，如聚酰胺环氧树脂。此外，还可以使用合成树脂。在使用这些材料进行涂层时，应保证涂层的厚度在。

3.3提升宣传力度培养安全意识

目前，随着天然气大规模建设使用，广大民众已经认识到天然气长输管道关系到自身的生产生活，因此，相关部门应利用这一优势针对天然气的安全隐患进行公开宣传，使得广大民众了解到天然气安全隐患的基本类型，并通过企业大众的合作提高天然气安全隐患的监管力度。可通过安全主题活动日以及网络媒体、电视媒体等形式进行多元化宣传，从而加深对各类安全隐患问题的教育力度。另外，在宣传过程中应重点宣传天然气管道保护法等，帮助民众认识到维护天然气管道的安全是每位公民的责任，也是实现社会生产运行秩序正常的重要保证。同时，相关部门也可以开通专用举报电话与信息邮箱，从而主动引导人民群众参与到天然气的监督管理工作中，营造出良好的监督氛围[1]。

3.4运用管道阴极保护技术

天然气管道长期运输时可应用管道阴极保护技术对管道进行区域性保护，因此相关工作人员需要根据管道运输整体情况对其技术进行科学合理利用。施工单位对管道进行阴极保护可以使管道表面的金属处于阴极状态，减少金属对其余物质产生化学反应的概率，从而延长管道的整体使用寿命，让其管道能够更加稳定安全地运行，相关工作人员在应用该技术时需要将管道内壁与外壁的防腐层进行结合，如使用外部电源、牺牲阳极等，对其进行全方位保护。建立完成该技术以后工作人员需要做好相应检查工作，避免阴极保护站被破坏，对其进行及时维护和保养，提高阴极保护整体质量与效率，如果在检查过程中发现牺牲阳极也无法达到相应的保护效果，相关工作人员就需要对其阳极进行更换，从而让其阴极保护工作能够达到施工标准[2]。

结束语

总之，天然气资源分布存在较大差异，因此要实现天然气的有效利用，则需建设天然气长输管道。由于天然气长输管道的运营安全关系到社会企业以及民众的生产生活，所以相关单位应积极强化天然气长输管道的安全管理工作，周期性开展管道风险的勘查与探伤工作，避免天然气长输管道出现安全隐患因素[3]。

参考文献：

[1]李婷.天然气输送管道的腐蚀及对策[J].科技与创新,2021(09):117-118+122.DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2021.09.037.

[2]王文琦,鞠拓.天然气长输管道内腐蚀原因分析及控制[J].化工设计通讯,2021,48(04):119-122.

[3]宋伟聪,黄建成.长输天然气管道腐蚀的形成与防护措施[J].清洗世界,2021,38(03):59-61.