长输天然气管道腐蚀与防腐措施探讨

长输天然气管道腐蚀与防腐措施探讨

闫国通 ,王春辉 ,孟令强

中国石油管道局工程有限公司第三工程分公司  河南 郑州 451450

摘要：天然气是我国的重要资源之一，随着我国工业和我国科技水平的快速发展。我国天然气资源在分布与需求方面存在一定的问题，因此，需要对该种类型的能源进行长距离输送，管道输送的安全性以及经济性都相对较强，因此，管道输送已经成为天然气能源输送的重要方式。但是在进行能源输送的过程中，管道自身出现腐蚀问题的概率相对较大，在腐蚀相对较为轻微的前提下，可能会导致管道的承压能力降低，在腐蚀相对较为严重的前提下，引发安全风险事故问题的概率将会提升。腐蚀是油气行业的另一个问题。所有生产、加工和运输烃类的部分都受到腐蚀的影响。油气系统中溶解氧、盐酸、酸性气体（CO2、H2S）和水的存在提供了腐蚀的条件。天然气管道在石油和天然气生产过程中受到高度腐蚀，特别是在含CO2的介质中。使用适当的添加剂作为缓蚀剂是控制天然气腐蚀的实用方法之一。本次研究主要是针对管道的腐蚀问题，对腐蚀机理以及腐蚀类型进行深入分析，以此提出合理的防腐措施，为保障管道的安全运行奠定基础。

关键词：天然气；长输管道；腐蚀；防护措施

引言

天然气长输管道由于各种原因综合影响，极易产生管道腐蚀现象，一方面将导致其使用寿命逐渐缩短，另一方面还会引起天然气泄漏问题。倘若因天然气泄漏引起火灾、爆炸等安全事故，将对人们生命财产安全造成重大影响，同时还会对周围环境形成污染。因此，需要对天然气长输管道实施防腐保护措施，逐步更新及健全防腐保护计划，进一步为天然气管道安全正常使用提供强有力保障。

1天然气管道腐蚀原因分析

我国的天然气管道基本采用埋地敷设的方式，我国部分地区的地下环境相对较为潮湿，受到土壤因素以及微生物因素的双重影响，管道材料出现变化的概率相对较大，通过对文献资源进行查询发现，外界环境和管道内的介质是影响原油管道腐蚀的两大因素。对于整个管道系统而言，金属材料和非金属材料还可能会构成原电池，进而导致管道出现严重的电化学腐蚀问题，管道材料损坏和流失属于管道腐蚀的直接原因。除了某些腐蚀性物质将会对管道产生腐蚀以外，腐蚀性产物也是影响管道腐蚀的另一因素。事实上，管道腐蚀不会局限于某个区域，随着管道使用时间的延长，腐蚀的范围也会不断扩大，这主要和腐蚀性介质的侵蚀作用相关，同时，温度、压力等因素也将会对管道腐蚀产生间接性影响。对于管道内部而言，在对介质进行远距离输送之前，会对原油进行处理，处理的目的是脱除原油中的酸性物质以及水分，但是受到处理工艺以及处理设备运行稳定性的影响，酸性物质和水分的脱除并不全面，部分酸性物质和水分将会进入到管道内，由于原油和水分的密度不同，在管道内可能会出现分层现象，部分酸性物质可能会溶于水中，水分在管道某些位置处聚集，最终引发严重的内腐蚀问题。对于管道外部而言，引发管道外腐蚀的因素相对较多，土壤中含有大量的酸性物质和微生物，酸性物质将会对管道产生直接性腐蚀，在微生物生命活动的过程中，将会产生大量的酸性物质，进而对管道产生腐蚀。我国部分管道沿线的环境相对较为复杂，管道可能需要与电力设施并行或者交叉，在电力设备运行的过程中将会产生大量的杂散电流，这些杂散电流将会进入到土壤中，进而导致管道出现电化学腐蚀问题，通过对电化学腐蚀和化学腐蚀进行对比发现，电化学腐蚀的危害高于化学腐蚀，因此采取合理的管道保护措施十分关键。

2长输天然气管道防腐措施研究

2.1加强原材料耐腐蚀性

加强天然气长输管道原材料耐腐蚀性，是避免产生腐蚀问题的关键方法。通过对我国管道金属材料实施调研能够得出，因我国大部分管道较早建设完成，由于当时材料技术等的限制，致使金属材料耐腐蚀性较弱。近些年，在社会迅猛发展及不断推动下，科学技术明显加强，逐步涌现诸多耐腐蚀金属材料，这部分材料的产生对加强管道运行安全性及稳定性极为关键。就我国新建天然气长输管道来讲，在管道设计环节，必须针对长输管道可能产生的腐蚀问题展开整体分析及研究，倘若管道可能出现较为严重的腐蚀行为，就应使用具有极强耐腐蚀性的原材料，对天然气长输管道实施全方位保护。而对于已经建设完成的管道来讲，应定期展开科学检测，按照其缺陷分布真实状态，对管道实施整体的安全评测，倘若管道有着较高运行安全性，只需对缺陷部位加强即可，一旦发现管道运行安全系数较低，就必须更换腐蚀严重部位，在更换环节中应选择极强耐腐蚀性的材料。

2.2阴极保护检测

防腐层和阴极保护技术配合使用。由于输油管道大多埋于地下，所以要十分重视针对土壤特性而做出的防腐工作，在此过程中，阴极保护与防腐涂层结合使用防腐技术被广泛地应用其中，已在国内数万公里油气管道应用实践中体现了良好的性能，取得了良好的效果。阴极保护技术的本质是化学方法，是一种利用电化学腐蚀原理而得出的电化学保护技术，通过人工做出应急保护系统的阳极，使其相关材料作为主要氧化反应的一方面，这就可以实现在阴极输油管道重要金属方面的腐蚀作用大为削弱，也就是说通过电流的正负极和利用相关材料，从而减轻管道的腐蚀程度。这一方法良好运用的前提必须是要寻找合适的阳极和阴极，二者都必须具有相关的电介质，才能达到阳极吸引电流增加腐蚀，从而保护阴极的作用。阴极保护技术最常用的方法为牺牲阳极法、排流保护和附加电流阀等，需要根据实际情况进行相关的选择。

2.3涂层施工技术分析

在油田地面工程建设中，需要综合考虑防腐蚀涂层的系统性和复杂性。在合理选用涂料的同时，应充分重视先进的施工工艺，以改善管材的防腐性能。不同的材质会导致涂层的施工方法不同。目前，管道涂料的施工技术有很多种，如：空气喷涂、滚涂、高压喷涂等。其中，涂刷法操作简单、对刀具的要求少，可以用于各种形状的施工，施工设备的要求也不高，但这种施工工艺美观、效率低下。滚涂技术具有较好的涂覆效果和美观的特点，在直径大，长度大，结构简单的管道中使用较多。空气喷涂法、高压喷涂法是一种非常复杂的工艺方法，它既要保证工程质量，又要保证工程的效率，又要充分发挥工人的技术和技术，才能保证工程造价的合理控制。

2.4规范使用防腐设备

为了提高管道的防腐效果，首先需要对防腐设备进行合理的使用，在进行管道建设施工的过程中，需要对管道的防腐层进行合理的保护，在下管沟之前，需要对管沟进行及时的清理，防止出现防腐层破损问题，定期对阴极保护设施进行检查，对保护电流的参数进行及时的调整，对阳极材料进行及时的补充，使得阴极保护措施可以充分发挥自身效果。需要定期对管道沿线三桩一牌进行更换，三桩一牌可以对周围的居民百姓发挥提示作用，防止居民在日常生活中出现破坏防腐措施的行为。企业除了需要依靠专业的检测机构开展定期检测以后，还需要对防腐层检测设备进行合理的应用，积极对防腐层的完好性进行自检，如果发现防腐层破损问题需要及时进行修复。

结语

目前，市场上常见的缓蚀剂类型相对较多，不同类型的缓蚀剂针对的腐蚀性介质不同，管输企业需要对介质中腐蚀性物质的成分进行充分分析，以此对缓蚀剂进行合理的选择，保证缓蚀剂充分发挥作用。腐蚀是威胁长输管道运行安全的重要因素，大量的管道安全风险事故都是由于管道腐蚀问题所引起，因此，管输企业十分重视管道的防腐工作，管道腐蚀的机理相对较为复杂，管道所处的环境以及管道内的介质都可能会引发管道内外腐蚀问题，单一的防腐措施难以发挥优质的效果。针对该问题，需要针对管道的内腐蚀问题和外腐蚀问题，分别采取多种类型的防腐措施，全面降低管道的腐蚀速率，提高管道运行的安全性。

参考文献

[1]孙红霞，李树波.天然气管道防腐中的问题及解决对策探讨[J].全面腐蚀控制，2022，36（6）：131-132.

[2]王茂森.天然气管道防腐中的问题以及对策[J].冶金与材料，2020，40（5）：185-186.

[3]汪涛.天然气管道防腐中的问题以及对策[J].全面腐蚀控制，2020，34（4）：103-104.