长输天然气管道防腐层与阴极保护常见缺陷分析

长输天然气管道防腐层与阴极保护常见缺陷分析

邵攀   仪传强   刘新

国家管网集团西气东输分公司浙江输气分公司   浙江省杭州市 311222

摘要：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，因此不可避免地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。

关键词：长输天然气管道；防腐层；阴极保护；常见缺陷

随着能源需求的不断增长，长输天然气管道作为能源运输的重要方式，扮演着至关重要的角色。输油管道是石油运输存储系统的核心，对提高其安全性和稳定性有直接影响。因此，必须重视防腐工作，以避免腐蚀问题带来的经济损失和人员伤亡。防腐工作在油气储运中起着重要的作用，有关部门应该全面认识到这一点，并采取多种技术手段来提高防腐水平，以确保油气储运工作的顺利进行。

1. 管道防腐层的作用

防腐层是长输天然气管道中的一种重要保护层，其作用是保护管道免受外界环境的侵蚀和腐蚀。防腐层的主要作用可以总结为以下几点。首先，防腐层能够阻隔外界介质对管道的侵蚀。长输天然气管道通常经过多种地质环境，如湿地、沙漠、海洋等，这些环境中存在着各种腐蚀性介质，如水、氧气、盐等。这些介质会对管道金属材料产生腐蚀作用，导致管道的损坏和泄漏。而防腐层能够有效地隔离管道金属与外界介质的接触，减少腐蚀的发生，从而延长管道的使用寿命。其次，防腐层还能够提高管道的耐磨性和耐久性。在长输天然气管道的运输过程中，管道表面会受到各种外力的作用，如水流、砂石的冲刷等。这些外力会对管道表面造成磨损和划伤，进而导致管道的腐蚀和破损。而防腐层能够形成一层坚硬的保护膜，能够有效地抵抗外力的冲击和磨损，保护管道的完整性和稳定性。此外，防腐层还能够提高管道的绝缘性能。在长输天然气管道中，管道金属与地下土壤之间存在着电化学反应，会导致管道金属的电流流失和腐蚀。而防腐层能够形成一层绝缘层，阻断金属与土壤之间的电流传导，减少电化学反应的发生，从而保护管道的金属材料。最后，防腐层还能够提高管道的安全性和可靠性。长输天然气管道是一种重要的能源运输通道，其安全性和可靠性对于能源供应和社会稳定至关重要。防腐层的存在能够有效地减少管道的腐蚀和破损，降低泄漏和事故的发生概率，保障管道的安全运行。

2. 天然气长输管道防腐层常见缺陷

2.1防腐层破损

在天然气长输管道的防腐层缺陷中，防腐层破损是比较常见的类型之一。此类问题多见于管道的外防腐层，外力破坏是导致防腐层破损的主要原因。具体又可以分为两种情况：一种是在天然气管道的埋设中，管道放入沟槽之后回填泥土，如果土壤中含有体积较大、坚硬并且尖锐的石块，在碰撞管道后很有可能将天然气管道表面的防腐层划伤；另一种则是在天然气管道的使用期间，地上工程施工需要开挖地基，但是施工人员没有提前做好调研，不了解地下管线分布，也有可能在开挖土层的过程中，挖掘机等设备与埋设的天然气管道发生碰撞，导致表面防腐层破损。除此之外，防腐层达到设计使用寿命后，各项性能也会明显下降，即便是没有外力作用也会缓慢出现破损问题。

2.2防腐层剥离

防腐层剥离是长输天然气管道防腐层常见的另一种缺陷。剥离是指防腐层与管道基材之间的粘结力丧失，导致防腐层与基材发生分离。这种缺陷可能由多种因素引起，如施工质量不佳、土壤应力、温度变化等。在施工过程中，如果防腐层与管道基材之间的黏结不牢，或者存在气泡、夹杂等缺陷，都会导致剥离的发生。此外，当管道受到外部应力，如土壤的移动、温度变化引起的热应力等，也可能导致防腐层与基材之间的粘结力丧失，从而发生剥离。剥离的存在会破坏防腐层的完整性，使管道基材暴露在腐蚀环境中，加速管道的腐蚀过程，严重影响管道的安全性和使用寿命。

2.3防腐层起泡

防腐材料黏结在天然气管道表面，形成致密的防腐层，从而将金属管材与外界环境隔绝，达到防止腐蚀的目的。防腐层起泡是指防腐材料与金属管材之间粘结力变差，空气进入并引起防腐层空鼓现象。由于空气中夹杂着盐分、水分，直接与金属管道接触后，会在两者接触部位发生腐蚀问题，进而导致防腐层空鼓范围进一步扩大，当该问题发展到一定程度后，可能会造成防腐层大面积脱落。造成防腐层起泡的原因多样，例如在涂刷防腐材料前，没有进行天然气管道表面的清理，如果表面有灰尘、油污，或者毛刺等情况，都会导致防腐层不能与管材紧密结合。另外，防腐层的施工工艺也与空鼓、气泡问题有密切关系，一般来说喷涂作业发生起泡的概率较高，而电镀作业可以让防腐材料和管材的结合更加理想。天然气长输管道所处环境（如温度、湿度等）的变化，对起泡问题也有一定影响。

3. 天然气长输管道防腐层缺陷的防控对策

3.1加强施工质量控制

施工质量控制是预防防腐层缺陷的关键环节。在施工过程中，应严格按照相关标准和规范进行操作，确保施工质量符合设计要求。首先，应对管道表面进行彻底清理，去除油污、灰尘等杂质，确保防腐层与管道基材之间的粘结力。其次，应选择合适的防腐材料和施工工艺，确保防腐层与管道基材之间的紧密结合。此外，还应加强施工现场的监管和管理，避免施工过程中出现质量问题。

3.2加强防腐层维护

防腐层的维护是保障管道安全运行的重要措施。在管道运行过程中，应定期对防腐层进行检查和维护，及时发现并处理防腐层缺陷。对于防腐层破损、剥离等问题，应及时进行修复和补强，确保防腐层的完整性和有效性。同时，还应加强对防腐层的保护，避免外力破坏和腐蚀介质的侵蚀。

3.3加强管道监测与检测

管道监测与检测是预防防腐层缺陷的重要手段。通过定期对管道进行监测和检测，可以及时发现防腐层缺陷和腐蚀问题，为采取相应措施提供依据。在监测和检测过程中，应采用先进的检测技术和设备，提高检测精度和效率。同时，还应建立完善的监测与检测体系，加强对管道的全面监控和管理。

3.4物理防腐与化学防腐相互结合

在管道内壁及外侧增加防腐层，是一种比较常见并且保护效果较好的防腐措施。但是随着防腐层使用年限的增加，加上受到周围环境的影响，防腐材料的老化现象十分明显，进而出现防腐层脱落等问题。从微观层面上来看，电化学腐蚀是导致天然气金属管道锈蚀的主要原因，金属材料氧化后，从金属单质变成金属氧化物，从外观上来看表现为腐蚀现象。对于此类情况可以采取化学防腐措施，例如铺设管道时，尽量避开靠近铁路、建筑物等杂散电流较高的地区，或者选择牺牲阳极阴极保护法等。把物理防腐与化学防腐有机结合，对天然气长输管道形成双重保护。这样一来，即便是管道防腐层出现破损，也能够通过阴极保护系统发挥防腐作用，避免天然气管道出现严重腐蚀，对降低维护成本也有积极帮助。

结语：

天然气长输管道防腐层缺陷是影响管道安全运行的重要因素之一。为了保障管道的安全性和使用寿命，应加强对防腐层缺陷的研究和防控对策的制定。通过加强施工质量控制、加强防腐层维护、加强管道监测与检测、物理防腐与化学防腐相互结合以及提高防腐技术水平等措施，可以有效地预防和控制防腐层缺陷的发生，保障天然气长输管道的安全运行。同时，还应加强技术研究和创新，不断提高防腐技术的水平和应用能力，为天然气管道的安全运行提供更加可靠的保障。

参考文献：

[1]亓国良，李亮.长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施探析[J].石化技术，2020.

[2]郑康.天然气长输管道防腐补口采用热收缩带和双组分无溶剂液体环氧涂料工艺研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019.

[3]范大伟，岳喜春.长输天然气管道防腐及阴极保护常见缺陷及对策研究[J].城镇建设，2020.