晏 金 龍

（中國(guó)石油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010）

為保證長(zhǎng)輸天然氣管道的運(yùn)行安全，常用的敷設(shè)方式為為埋地敷設(shè)。天然氣長(zhǎng)輸管道的核心材料是金屬材料，在與地下水和土壤的長(zhǎng)期接觸過程中，金屬材料很容易產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)腐蝕，降低管線的強(qiáng)度，甚至破壞管道結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重縮短了管線的使用壽命，給管線的安全運(yùn)行帶來了極大的風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)埋地長(zhǎng)輸管線采用合理的防腐蝕控制措施，能夠確保對(duì)金屬管道進(jìn)行有效保護(hù)，延長(zhǎng)使用壽命。

1 天然氣長(zhǎng)輸管道腐蝕機(jī)理

金屬腐蝕主要分為物理腐蝕、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。由于天然氣管道輸送介質(zhì)為含水量、含硫量合格的天然氣，管線內(nèi)腐蝕量極小，主要腐蝕點(diǎn)在管線外側(cè)。根據(jù)埋地長(zhǎng)輸管線環(huán)境狀況，其腐蝕原因主要包括土壤腐蝕、細(xì)菌腐蝕和雜散電流腐蝕。

地下水中溶解著一定量的金屬離子，在地下水的作用下，就使土壤具有一定的離子導(dǎo)電性，土壤本身的物理化學(xué)性質(zhì)不均勻性和金屬管道材質(zhì)的不均勻電化學(xué)性質(zhì)，構(gòu)成埋地金屬管道的電化學(xué)腐蝕因素，由此產(chǎn)生土壤腐蝕。

部分特殊環(huán)境中的土壤含有硫酸鹽還原菌，在該細(xì)菌可參與電極反應(yīng)，形成細(xì)菌腐蝕。

雜散電流腐蝕是由管道系統(tǒng)環(huán)境外的雜散電流造成的，分為直流雜散電流腐蝕和交流雜散電流腐蝕。直流雜散電流腐蝕是在電極電位高和電位低區(qū)域發(fā)生的陰極放電還原和陽(yáng)極電子被氧化反應(yīng),形成陽(yáng)極的腐蝕。交流雜散電流腐蝕是管道附近高壓電力線產(chǎn)生的二次感應(yīng)交流電，形成電化學(xué)電池腐蝕,其特點(diǎn)是腐蝕量較小但較集中[1]。

2 天然氣長(zhǎng)輸管道防腐蝕方法

天然氣長(zhǎng)輸管道防腐主要方法分為涂層防護(hù)、電化學(xué)防護(hù)和排流防護(hù)三種。

2.1 涂層防護(hù)

涂層防護(hù)是指在金屬管道外表面通過覆蓋防腐絕緣層，隔離管道金屬材料與腐蝕環(huán)境，達(dá)到防止金屬腐蝕的防護(hù)技術(shù)。該技術(shù)的核心是涂層的漏點(diǎn)控制和涂層的抗剝離強(qiáng)度，防腐涂層只有與鋼管表面保持良好的粘結(jié)，才能發(fā)揮性能其。三層 PE防腐層是近些年在天然氣長(zhǎng)輸管線中廣泛應(yīng)用的涂層防腐技術(shù)，是一種對(duì)原材料質(zhì)量、涂敷預(yù)制工藝參數(shù)準(zhǔn)確性控制，以及檢測(cè)水平要求都高的防腐層體系，涂層防腐質(zhì)量好，造價(jià)相對(duì)較高。

2.2 電化學(xué)防護(hù)

電化學(xué)防護(hù)分為犧牲陽(yáng)極保護(hù)和陰極保護(hù)。

犧牲陽(yáng)極保護(hù)方法，是通過選擇金屬活性高的金屬材料與被保護(hù)管道形成極化反應(yīng)，在極化反應(yīng)中損失活性高的金屬材料，從而使相對(duì)活性低的金屬管道得以保護(hù)。

陰極保護(hù)是通過外加陰極電流作用在被保護(hù)管線上，使金屬管道外表面成為電化學(xué)腐蝕中的陰極，形成陰極極化，從而使金屬管道得以保護(hù)[2]。

2.3 排流防護(hù)

排流防護(hù)是采用絕緣鎢電纜，將被保護(hù)的金屬管道與排流設(shè)備相連,把管道環(huán)境中的雜散電流引回電氣設(shè)備或引至地極,從而使金屬管道得以保護(hù)。排流保護(hù)的方法主要有直流排流、強(qiáng)制排流和接地排流[3]。

目前的天然氣長(zhǎng)輸管道的防腐設(shè)計(jì)，在選用三層 PE防腐層的條件下，一般采用外加電流保護(hù)，根據(jù)線路的長(zhǎng)度，分段設(shè)置若干陰極保護(hù)站，特殊地質(zhì)條件下，采用犧牲陽(yáng)極進(jìn)行輔助保護(hù)。

3 天然氣長(zhǎng)輸管道施工過程中的防腐蝕控制

施工過程中，施工現(xiàn)場(chǎng)的管線運(yùn)輸、卸管、及布管、組對(duì)和焊接過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)程，禁止野蠻施工，吊具宜使用尼龍吊帶或橡膠輥輪吊籃，嚴(yán)禁直接使用鋼絲繩，管道下溝時(shí)，應(yīng)注意避免與溝壁刮碰，必要時(shí)應(yīng)在溝壁墊上木板或草袋，以防擦傷防腐層。對(duì)于石方段管溝，應(yīng)在管溝底部回填200 mm厚細(xì)土，防止管線下溝過后對(duì)管線防腐涂層造成損壞。對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的涂層破損，應(yīng)按照防腐涂層補(bǔ)傷操作規(guī)程進(jìn)行補(bǔ)傷，消除管線涂層的破損造成的防腐安全隱患。

天然氣長(zhǎng)輸管線全線應(yīng)采取臨時(shí)陰極保護(hù)措施。臨時(shí)陰極保護(hù)采用帶狀鋅陽(yáng)極，陽(yáng)極界面尺寸8.73 mm×10.32 mm, 每1 km敷設(shè)15 m，陽(yáng)極帶通過測(cè)試樁與管道連接，防止施工過程中環(huán)境對(duì)管道的腐蝕。

大開挖穿越的河流或定向鉆穿越的河流，穿越段兩端的電流測(cè)試樁位置處需要各埋設(shè)一組鋅合金犧牲陽(yáng)極，陽(yáng)極組由4支凈重為24.5 kg/只的預(yù)包裝鋅陽(yáng)極組成。在盾構(gòu)穿越河流的隧道內(nèi)，設(shè)置高純鋅參比電極（每200 m置1只），參比電極引線引入河岸的測(cè)試樁內(nèi)，對(duì)管線進(jìn)行防腐蝕保護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

埋地鋼質(zhì)管道是天然氣長(zhǎng)輸管道最主要的傳輸載體,但金屬管道的腐蝕給國(guó)家和企業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。金屬管道外防腐技術(shù)和防腐層施工的質(zhì)量控制，關(guān)系到管道的使用壽命和安全運(yùn)行。結(jié)合長(zhǎng)輸管道穿越地區(qū)土壤性和地下水特點(diǎn),采取不同的外防腐保護(hù)設(shè)計(jì)、施工過程中保護(hù)措施及規(guī)范的施工規(guī)程，確保天然氣長(zhǎng)輸管道創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］梁艷華.長(zhǎng)輸管道腐蝕與防護(hù)設(shè)計(jì)淺析[J].電化學(xué)保護(hù),2002,19 (6):41.

［2］王凱.輸油管道防腐的重要性及措施[J].河南科技,2011,2(下):70.

［3］徐小兵.油氣長(zhǎng)輸管道工程施工技術(shù)手冊(cè)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2011:432-433.