杜峰

摘 要：天然輸氣管道腐蝕與防護(hù)是目前我國最受關(guān)注的話題之一，而天然氣管道事故發(fā)生最主要的原因就是天然氣輸氣管道的腐蝕。本文針對目前天然輸氣管道的現(xiàn)狀找出了令其腐蝕的具體原因，并根據(jù)腐蝕問題，提出了相應(yīng)的防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；腐蝕；防護(hù)措施

中圖分類號： TE98 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）11-196-2

0 引言

制造天然氣管道的材料一般為鋼鐵這種金屬物質(zhì)，因鋼鐵這種金屬物質(zhì)本身的特性導(dǎo)致極其容易被周圍的工業(yè)廢料、土壤、工業(yè)大氣等介質(zhì)所影響而產(chǎn)生腐蝕。同時管道輸送的天然氣中有有機硫、二氧化碳等物質(zhì)，這些物質(zhì)會對管道的內(nèi)表層產(chǎn)生影響，導(dǎo)致管道的內(nèi)表層被腐蝕。所以天然氣管道不管是內(nèi)表面還是外表面都極其容易受到周遭介質(zhì)的影響而導(dǎo)致腐蝕。只有經(jīng)過對地下天然氣管道的研究找出產(chǎn)生腐蝕的原因并加以防護(hù)才能避免天然氣管道腐蝕的發(fā)生。

1 天然氣管道的具體腐蝕原因

1.1 腐蝕的種類

金屬物質(zhì)因周圍的介質(zhì)產(chǎn)生的化學(xué)或電化學(xué)作用而導(dǎo)致?lián)p壞就是腐蝕反應(yīng)。電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕和生物化學(xué)腐蝕是金屬物質(zhì)腐蝕反應(yīng)中的三種腐蝕類型。管道中的各種化學(xué)介質(zhì)或土壤、空氣與金屬產(chǎn)生的化學(xué)作用引起的腐蝕就是化學(xué)腐蝕，同時化學(xué)腐蝕不會將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，這種腐蝕反應(yīng)會使管道的表面流失，并且流失的較為均勻，導(dǎo)致管道壁越變越薄。電化學(xué)腐蝕是一種相關(guān)于電流流動的腐蝕反應(yīng)，因不同的電極電位而在管道表面形成微電池，導(dǎo)致在電解質(zhì)溶液中管道金屬物質(zhì)沒有電子，只能成為離子后被溶解成為陽極，而電極電位在其中較高的部位能夠得到電子，這個部位就會成為陰極。生物化學(xué)腐蝕就是因管道內(nèi)有細(xì)菌的生命活動而產(chǎn)生的一種腐蝕反應(yīng)，管道內(nèi)若是有細(xì)菌活動，將會加速對管道金屬物質(zhì)的破壞。在這三種腐蝕反應(yīng)當(dāng)中，電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的情況較多，電化學(xué)反應(yīng)會對鋼鐵管道的表面產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響，直接使管道發(fā)生穿孔或凹穴[1]。

1.2 影響腐蝕的主要因素

組成管道的金屬材料的安裝質(zhì)量、其本身的特性和防腐蝕措施效果會直接對輸氣管道造成影響，同時周圍的各種介質(zhì)自身的特性和其環(huán)境條件也會影響輸氣管道的腐蝕，例如電阻率、PH值、雜散電流等因素。如果安裝管道的地帶是黏土、巖石等地層結(jié)構(gòu)不夠均勻的地帶，會使管道外發(fā)生腐蝕；鹽堿含量較高的地帶和土壤的電阻率較小的地帶也會對管道產(chǎn)生影響造成管道外腐蝕。若是管道外的防腐蝕層已經(jīng)發(fā)生了破壞并且已經(jīng)潮濕也會導(dǎo)致管道產(chǎn)生管道外腐蝕。

2 控制天然氣管道腐蝕的具體措施

2.1 控制管道外腐蝕的措施

目前國際上控制管道外腐蝕的方法有四種，分別是整流器、犧牲陽極、涂層和連接線。整流器也就是地床裝置，它能夠?qū)﹄娏餍枨筝^大的情況提供陰極保護(hù)。犧牲陽極則能對有涂層管道的外露部位提供陰極保護(hù)，同時對電流需求量小的裸管提供陰極保護(hù)。涂層能夠?qū)⑹彝鈽枪艿赖耐饴恫课蛔畲蟪潭鹊臏p少。連接線則能同時結(jié)合外界管線和輔助構(gòu)筑物進(jìn)行統(tǒng)一的保護(hù)，避免電解腐蝕情況的發(fā)生。

2.2 控制管道內(nèi)腐蝕的措施

若想完全控制管道內(nèi)的腐蝕，必須依照實際情況來進(jìn)行防腐蝕措施，對管道進(jìn)行脫硫、脫水。對于進(jìn)入管道的天然氣提出更高的要求，嚴(yán)格控制天然氣的純凈程度，統(tǒng)一規(guī)定進(jìn)入管道天然氣含有的硫化氫不能超過每立方米20mg，沿線的最低溫度必須高于進(jìn)入管道天然氣的露點。

若想緩解或阻止管道金屬物質(zhì)在周圍介質(zhì)中的腐蝕，可以使用緩蝕劑，但緩蝕劑只能在低濃度下的情況下緩解或阻止管道金屬物質(zhì)在周圍介質(zhì)中的腐蝕。氧化膜型緩蝕劑、吸附膜型緩蝕劑和沉淀膜型緩蝕劑是緩蝕劑的三種類型。同時緩蝕劑還能夠在腐蝕環(huán)境中對金屬材料進(jìn)行保護(hù)，同時能使腐蝕環(huán)境產(chǎn)生改變。緩蝕劑防腐的基本原理就是能在天然氣管道壁上形成保護(hù)薄膜，阻止硫化氫和水直接接觸天然氣管道壁，其腐蝕反應(yīng)也就無法形成。

3 對天然氣管道腐蝕的防護(hù)措施

3.1 在管道中設(shè)置防腐涂層

天然氣管道中的防腐涂層能夠有效的將土壤環(huán)境和管道金屬進(jìn)行隔離，阻止土壤環(huán)境直接接觸管道金屬，防腐涂層將物理阻隔作用發(fā)揮的十分徹底，為天然氣管道的防腐設(shè)置了第一道防線，也為對管道的陰極保護(hù)提供了較好的電絕緣條件。

但因管道各種復(fù)雜的地形和土壤環(huán)境的影響，防腐涂層會受到很大的破壞，所以在管道的防腐措施當(dāng)中，防腐涂層相比其他防腐措施還是比較薄弱，所以防腐涂層應(yīng)當(dāng)要有良好的抗介質(zhì)滲透性，當(dāng)防腐涂層成膜之后，能夠有效的降低氧、水等腐蝕因子對于管道的滲透，將腐蝕因子與管道進(jìn)行隔離密封。同時防腐涂層還要有良好的附著性和耐蝕性，濕膜的鐵基體附著力必須比較強，對于水、酸、鹽等溶劑介質(zhì)有有效的耐受性。對于惡劣條件對管線涂層產(chǎn)生的影響，防腐涂層必須能有效的化解，例如地質(zhì)蠕動、外力沖擊等。通常來講，天然氣輸氣管道的涂層必須要具備以下性能。

首先是具有較強的粘接力：只有選擇對管道具有較好粘接力的涂層，才能夠防止由于受到外力的影響導(dǎo)致管道涂層出現(xiàn)粘接力失效的問題。如果涂層喪失應(yīng)有的粘接力，就會導(dǎo)致鋼管與涂層之間聚集一層潮氣，最終使得涂層喪失應(yīng)有的防腐功能。

其次，要具有較強的耐化學(xué)介質(zhì)浸泡的性能。因為土壤中具有非常復(fù)雜的成分，而且不同地區(qū)的土壤也具有不一樣的成分，其中包括不同濃度和類型的煙、堿、酸等各種成分，如果涂層不能夠?qū)σ环N或者多種化學(xué)介質(zhì)的浸泡產(chǎn)生較強的耐受性能，就會很快喪失應(yīng)有的防腐功能。

再次，要具有較強的絕緣電阻和電氣強度。在天然氣的長輸管道中要想做好埋地管道的防腐工作，不能夠單純的依賴外防腐涂層。在具體的管道運行中就算性能再優(yōu)良的涂層也會出現(xiàn)各種各樣的問題，所以必須要采用陰極保護(hù)的方式對涂層缺陷處進(jìn)行處理。

最后，具有較強的抗穿透能力。涂層的用途和抗穿透能力具有十分密切的關(guān)系，經(jīng)過實驗室研究發(fā)現(xiàn)，涂層具有越好的硬度就具有越強的抗穿透能力。因此不管是管道的施工還是運行都必須要保證涂層具備符合標(biāo)準(zhǔn)的硬度，從而確保天然氣輸氣管道具有良好的抗腐蝕性能。

3.2 陰極保護(hù)

天然氣管道包覆了防腐涂層之后還是會產(chǎn)生腐蝕反應(yīng)，這種現(xiàn)象是因涂層本身的特點導(dǎo)致大陰極小陽級的現(xiàn)象而造成的，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況對管道實施陰極保護(hù)。而對天然氣管道的陰極保護(hù)共有兩種，一種是犧牲陽極法，這種方法是使用比被保護(hù)金屬腐蝕電位更負(fù)的腐蝕電位和被保護(hù)體組成電偶電池，利用負(fù)電性金屬可以不斷溶解形成電流的特點給被保護(hù)金屬陰極極化提供保護(hù)。一種是外加電流陰極保護(hù)，它可以利用外部的直流電源來直接傳輸陰極電流給被保護(hù)金屬，使它的陰極極化，保證被保護(hù)體能夠不發(fā)生腐蝕，外加電流陰極保護(hù)一般有相關(guān)的鏈接電纜和輔助電極、直流電源等共同組成。強制電流法陰極保護(hù)也是陰極保護(hù)的方法之一，它與犧牲陽極法有相同點也有不同點，它們的使用需要根據(jù)實際的供電條件、所需保護(hù)電流大小等因素來決定，所需保護(hù)電流量大、條件變化大的管道系統(tǒng)就需要使用強制電流陰極保護(hù)。

4 結(jié)語

天然氣管道事故的發(fā)生大部分的原因都是因為管道的腐蝕，和對天然氣管道腐蝕的防護(hù)措施不夠到位，我們應(yīng)當(dāng)對天然氣管道的腐蝕加以重視，并對天然氣管道腐蝕的原因進(jìn)行總結(jié)分析，并提出控制防護(hù)天然氣管道腐蝕的具體措施，才能夠完全的控制天然氣管道的腐蝕，提高天然氣管道的防腐效果。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張輝.探討天然氣輸氣管道的優(yōu)化[J].化工管理，2015（12）.

[2] 吳天一.淺談天然氣輸氣管道的維護(hù)與管理[J].化工管理，2015（20）.

[3] 王喜卓.天然氣輸氣管道建設(shè)相關(guān)技術(shù)的研究綜述[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015（10）.

[4] 詹宏昌.天然氣管道外腐蝕與防護(hù)[J].廣州化工，2011，11：127-129.

[5] 張紅巖，謝寶軍，張秀芳.淺談天然氣輸氣管道腐蝕與防護(hù)[J].經(jīng)營管理者，2010，15：391.