試述天然氣管道的腐蝕原因及有效防治措施

馮健軍（中國(guó)石油西氣東輸管道公司合肥管理處，安徽 合肥 230000）

天然氣管道一旦出現(xiàn)腐蝕穿孔，就會(huì)造成天然氣泄漏，會(huì)影響輸氣生產(chǎn)，同時(shí)也會(huì)給人們的生活造成影響,嚴(yán)重的更會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 天然氣管道發(fā)生腐蝕的主要原因

天然氣管道在實(shí)際使用過(guò)程中往往會(huì)受到多種人為因素與自然因素的影響，通過(guò)對(duì)我國(guó)多個(gè)城市的天然氣管道腐蝕情況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示，大部分腐蝕的天然氣管道，在使用過(guò)程中都存在或多或少的細(xì)菌、空氣和土壤腐蝕等問(wèn)題，這些因素對(duì)天然氣管道的實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生了極大的影響。

1.1 防腐層破壞

天然氣金屬管道長(zhǎng)時(shí)間深埋于地下，其表面包裹的防腐層在其間很好的起到了將管道與腐蝕物質(zhì)隔離的作用，有效切斷了腐蝕物質(zhì)侵害金屬管道的途徑。但是，防腐層在金屬管道的施工過(guò)程中極易出現(xiàn)損壞，隨著時(shí)間的增加，金屬管道上的防腐層也會(huì)出現(xiàn)龜裂與剝離的情況，致使土壤中的腐蝕性物質(zhì)侵入管道外壁，造成天然氣金屬管道出現(xiàn)外腐蝕現(xiàn)象。

1.2 生物腐蝕

生物腐蝕也稱(chēng)為細(xì)菌腐蝕，具體指的是土壤當(dāng)中的原菌、鐵細(xì)菌、氧化菌、硝酸鹽還原菌對(duì)天然氣金屬管道所造成的侵害。由于這些細(xì)菌在土壤中大量繁殖，繁殖后往往會(huì)依附于金屬管道表面，然后細(xì)菌利用自身的生息，將區(qū)域內(nèi)的硫酸鹽離子還原，促發(fā)陰極反應(yīng)，致使金屬管道上的涂層防護(hù)措施逐漸失效，細(xì)菌依附于金屬管道表面往往還會(huì)形成二次的局部腐蝕，對(duì)金屬管道造成極大的危害。

1.3 空氣腐蝕

空氣當(dāng)中所含有的水蒸氣，在天然氣金屬管道表面冷凝后會(huì)形成水膜，這種水膜具有極強(qiáng)的溶解性，在金屬管道上可以發(fā)揮出電解液的作用，電解液與金屬管道在相互作用下，極易引發(fā)電化學(xué)腐蝕。同時(shí)，當(dāng)空氣中的相對(duì)濕度超過(guò)80%時(shí)，金屬管道表面的腐蝕速度就會(huì)迅速上升。

1.4 土壤腐蝕

土壤當(dāng)中具有三種形態(tài)的膠質(zhì)體，土壤的內(nèi)部空隙都充滿著水分子，水中包含一定的鹽成分，這些鹽成分往往會(huì)改變土壤的電極屬性，使土壤具有離子導(dǎo)電性。天然氣金屬管道長(zhǎng)時(shí)間深埋于地下，與土壤的物化性質(zhì)完全不同，一旦帶正電的金屬離子進(jìn)入土壤，就會(huì)引發(fā)土壤電位轉(zhuǎn)變，使金屬與土壤組成回路，在彼此之間形成電化學(xué)電流，導(dǎo)致金屬管道出現(xiàn)腐蝕。

2 天然氣管道腐蝕的防治措施

2.1 采用電蝕防治法

針對(duì)天然氣管道腐蝕的原因進(jìn)行分析，在相應(yīng)優(yōu)化與改善的過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)電蝕防治法對(duì)天然氣管道腐蝕問(wèn)題進(jìn)行有效地防治。在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，首先需要在管道輸送電流源設(shè)施上進(jìn)行相應(yīng)處理，使設(shè)施的電流泄漏程度降到最低。在管道鋪設(shè)的過(guò)程中盡量避開(kāi)這些雜散的電流區(qū)域，保證天然氣管道不會(huì)受到電流因素的影響。通過(guò)對(duì)管道設(shè)備進(jìn)行排流保護(hù)，以此消除雜散電流對(duì)天然氣管道可能產(chǎn)生的影響。在電蝕防治法的實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)規(guī)范化的落實(shí)相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)，根據(jù)天然氣管道設(shè)備的應(yīng)用性能，以強(qiáng)制排流為輔、直接排流、極性排流為主的方式，切實(shí)保護(hù)天然氣管道的安全性，使設(shè)備不會(huì)受到電流的干擾。

2.2 采用涂層防護(hù)

針對(duì)我國(guó)天然氣管道的腐蝕問(wèn)題，結(jié)合腐蝕情況出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，采用涂層防護(hù)技術(shù)有效預(yù)防天然氣管道腐蝕，為管道提供有效地安全防護(hù)。在鋪設(shè)天然氣管道時(shí)，使用保溫、防腐涂料在金屬管道的表面進(jìn)行均勻細(xì)致的涂敷，使天然氣管道與各種腐蝕物質(zhì)隔絕開(kāi)來(lái)，有效防止腐蝕問(wèn)題的出現(xiàn)。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，在天然氣管道腐蝕問(wèn)題日益嚴(yán)重的當(dāng)下，科研工作人員與政府部門(mén)應(yīng)更加重視天然氣管道的防腐工作，積極研發(fā)先進(jìn)性的復(fù)合涂層材料，將這些具有介電性能、化學(xué)性能、物理性能與溫度適應(yīng)性能的新型材料實(shí)際應(yīng)用于天然氣管道當(dāng)中，通過(guò)涂層防護(hù)的方式，為天然氣管道提供安全保護(hù)。涂層防護(hù)又分為天然氣管道防腐涂層與保溫涂層，通過(guò)兩種涂層的結(jié)合應(yīng)用，有效防止天然氣管道內(nèi)腐蝕情況的發(fā)生，極大地降低了天然氣管道的摩擦阻力，提高了天然氣管道的燃料輸送能力。防腐涂層在天然氣管道上黏結(jié)牢固，更為天然氣管道提供了有效的保溫防護(hù)，使管道材料在涂層的保護(hù)下實(shí)現(xiàn)了良好的絕緣性能與生物防護(hù)性能。

2.3 采用電化學(xué)保護(hù)法

電化學(xué)保護(hù)法是指將天然氣管道金屬材料極化成陰極，以此防止天然氣金屬管道出現(xiàn)腐蝕的情況。這種技術(shù)最早應(yīng)用于金屬電池的防腐保護(hù)，在實(shí)踐應(yīng)用于天然氣金屬管道腐蝕防護(hù)工作時(shí)，通過(guò)在金屬管道表殼外部釋放電流，迫使天然氣管道全面陰極極化，陰極極化后的天然氣金屬管道達(dá)到了自身的最大保護(hù)電位，有效杜絕了腐蝕情況的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了天然氣管道的安全防護(hù)。但是，天然氣管道在陰極極化后會(huì)析出氫氣，致使防腐保護(hù)涂層逐漸脫離，使管道涂層失去防護(hù)效果。因此，在電化學(xué)保護(hù)法實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，必須有效控制匯流點(diǎn)電位的范圍，避免天然氣管道在極化過(guò)程中破壞掉防腐涂層，使天然氣管道在電化學(xué)保護(hù)與涂層保護(hù)的雙重作用下遠(yuǎn)離腐蝕物質(zhì)的侵害。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，天然氣管道的防腐工作已經(jīng)成為我國(guó)天然氣管道工程建設(shè)中的重點(diǎn)問(wèn)題，在今后的發(fā)展與創(chuàng)新過(guò)程中應(yīng)不斷的進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化與完善，為我國(guó)天然管道建設(shè)與維護(hù)提供參考和幫助。

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