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

唐剑鹏

国家管网集团广东省管网有限公司 广东省广州市510700

摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。作为重要的环保能源，天然气已经应用到了社会生产生活的各个方面，为了对天然气使用的安全性予以保证，就需要进行天然气资源的长距离运输，在这一过程中对管道质量便提出了更高的要求，一旦管道出现腐蚀问题，将直接威胁到天然气使用群体的生命财产安全，因此就需要对天然气管道的腐蚀原因展开全面的分析，并制定出有效的防治措施。本文就天然气管道腐蚀原因及防治措施展开探讨。

关键词：天然气；管道；腐蚀

引言

天然气管道腐蚀程度对管道的正常生产、运行产生着很重要的影响，决定了管道使用过程中的经济效益，天然气管道腐蚀程度是影响管道寿命的主要因素，间接的对天然气的输送数据产生一定的影响，严重情况下会导致管道出现事故，对生产加工产生严重的后果。因此在加工生产的过程中要制定天然气管道腐蚀的应急保护措施，同时提升天然气输送管道抗腐蚀性能，才能确保管道的正常运作。

1天然气管道腐蚀问题出现的主要诱因

1.1设计因素

在开展天然气管道敷设的过程中，如果所经过的道路两侧涉及到鱼塘、农田、厂房、航道、河流、公有私有用地或者是其他可能产生用地争议的区域，就应当及时开展管道敷设施工的协调工作，通常以租用和征用两种方式进行。并且，在开展管道敷设地段协调协议中，必须要对管道投产后地块用途限制、管道保护方式、管道保护范围、管道后期维护保养检测等权利进行明确规定，一旦协调内容出现不明确问题，就会为后期管道管理工作带来极大的阻碍。常见的安全距离不足、辐射地段被围闭、深根植物的种植、道路改建扩建施工与管道相冲突等问题都会对管道的敷设以及后期管理造成影响，在各种危险因素不断累积的过程中，就会增加管道的破坏风险。

1.2第三方破坏的原因

第三方损害是指在施工过程中，除了本公司以外的第三方公司在施工过程中，对管线的施工造成了损害，导致管线发生泄漏。近年来，随着城市化进程的加快，城市地下管线的数量越来越多，相应的部门也越来越多。如果施工方不熟悉地下管线，或者施工人员的粗暴、盲目施工等问题，都会造成管线的损坏。

1.3外部原因

实际油气运输管道铺设距离很长，跨越范围很广，接触的介质与环境也会发生变化，因此会受到不同程度上的腐蚀。管道接触的介质不同，腐蚀因素也会有所不同。地上管道容易受到空气的腐蚀以及风沙的侵蚀，地下管道则容易受到土壤的腐蚀，水下管道则容易受到水的腐蚀。另外，外部环境的变化也会对腐蚀造成影响，例如温度的变化，通常温度越高，反应速率加快，从而加快了管道的腐蚀速度。土壤酸碱度的变化也会造成影响，酸碱度越高，越容易对管道造成腐蚀。此外，在管道施工过程中，施工环节多而复杂，而且由于人为因素，存在着不确定性。因此，这些不确定的因素会影响管道的整体质量，例如密封性不足、强度不够等，这些质量问题严重影响了后续的防腐效果。另外，在质量检查过程中，由于监管人员的不认真，往往会略过一些管道质量问题，这样也会对管道的防腐效果带来影响。

2天然气管道腐蚀防护措施

2.1管道外壁涂层措施

大多数天然气管道都是在地下环境运行，因此非常容易受到大气、土壤等因素的腐蚀。想要对这种问题进行有效的预防，就应当在天然气管道外壁进行相关保护，最常见的是选择抗腐蚀材料的涂抹，在外壁上形成绝缘层，隔绝地下环境中杂质对管道的影响，避免受到大气、土壤中水分子、微生物的影响而造成管道外壁的腐蚀。在进行涂层材料选择的过程中，不仅需要对材料的防腐蚀性能进行考虑，同时还要对材料的经济效益进行合理选择，实现对管道的全方位保护，在延长管道使用寿命的同时，降低企业成本投入，提高企业经济效益。并且在开展防腐处理时，相关工作人员应当尽可能提升材料与管道外壁的契合度和防水性，确保能够将防腐材料的作用充分发挥出来，形成有效的保护膜，隔离管道外壁与腐蚀物的接触。与此同时在进行防护涂层涂抹的过程中，应当尽可能地提高材料的柔性和强度，实现对微生物的抵挡，促进天然气管道整体抗腐蚀性能的提升。一般情况下，可以将天然气管道外壁防腐层分为普通层和加强层两个等级，根据具体施工方案进行科学选择，促进材料质量和效率的提升，保障管道自身防腐效果。不同土壤中的酸碱度程度会存在一定差异，因此，要根据具体的土壤酸碱度来进行防腐材料的选择，在使用煤焦油沥青进行管道外壁保护的过程中，条件允许时也可以与聚乙烯材料进行结合运用，展开双重保护，对天然气管道的整体防腐蚀效果进行有效提升。

2.2管道涂层防腐

输气管线增加内涂层可以有效地将管内腐蚀物与内壁隔绝，从而降低管道的腐蚀程度。同时内涂层还能降低管线粗糙度，降低输气过程中的水力损失，带来可观的经济效益。目前国内输气管线采用涂层材料有很多，其中最常见的有以下几种：（1）液体环氧涂层。这种涂层有较高的强度，能经得起高压气体的冲刷，适应输气压力的波动，广泛用于高压输气管线。（2）环氧煤焦涂层。这种涂层价格相对比较便宜，对酸碱环境也有良好的适应性。（3）酚醛树脂涂层。这种涂层有良好的机械性及耐腐蚀性，能够忍受高温。（4）粉末涂料。主要包括环氧树脂及聚乙烯，多用于油气管道。

2.3阴极保护方法

在运用阴极保护法的过程中，要通过发电场或者是发电机确保电流供应的可靠性，具备规避天然气管道产生腐蚀问题的维护作用。为了逐步强化天然气管道的防腐蚀保护成效，要确保管线电位的稳定性，工作者要认真检查管道连接位置的具体状况，确保能够充分发挥管道防腐蚀处置成效。输气管线阴极保护分为牺牲阳极的阴极保护及外加电流法阴极保护。这两种方法既可以用于管线内壁保护也可以用于外壁保护，对于长输管线来说，外加电流法阴极保护范围广，且能人为精准地控制保护电流强度，因此这种方法应用更为广泛。其主要原理是对地管线表面施加保护电流，使得反应速率得到抑制见公式（1）。

（1）

外加电流阴极保护的长度可由公式（2）得出。

（2）

式中：Lp—单侧管线保护长度，m；

ΔV—极限保护电位与保护电位差，V；

Dp—管道外径，mm；

Js—电流密度，A/m；

Rs—管道线电阻，Ω；

∂—壁厚，mm。

2.4阴极保护防腐措施

阴极保护防腐，就是牺牲阳极，将天然气金属管道至于钝性状态，在这种状态下，天然气金属管道就不宜与其他物质发生化学反应，具有良好的防腐作用。这种方式的原理简单高效，能够增强长输天然气管道的保护范围，并且提高管道保护整体效果。通常情况下，管道外层为金属材料，由于整体的因子活跃度大于管道金属，受到温度和压力的影响下，二者就会发生化学反应，在电解质溶液和水汽的共同影响下，形成原性电池并附着在管道外表。当原性电池与腐蚀物直接接触时，由于电池阳极为金属成分，因此就会与腐蚀物质发生反应。天然气管道作为电池阴极，可以有效避免与腐蚀物相接触，具有重要的防腐作用。在对牺牲阳极保护法进行运用的过程中，必须要仔细观察天然气管道的长度、厚度、温度、湿度的变化以及季节、气候等情况，确保在合适的管道位置活跃金属能够将作用充分发挥出来，全面提升整体的防腐蚀能力。

结语

对于天然气管道来讲，一旦出现了严重的腐蚀问题，在造成天然气泄漏的同时，会增加企业的经济损失，严重的还会引发生态环境污染和爆炸等恶劣的社会影响。因此，就需要积极开展天然气管道的防腐处理工作，正视天然气管道运行过程中存在的问题，并根据实际情况采取科学的防腐治理方法，以保证天然气管道运行的安全性和有效性。

参考文献

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