天然氣管道的腐蝕因素以及防腐措施

張輝

【摘要】現(xiàn)階段，隨著我國(guó)對(duì)天然氣資源的勘探開發(fā)重視程度越來(lái)越大，天然氣資源在我國(guó)社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)揮著重要的作用。天然氣在管道輸送過(guò)程中，具有距離遠(yuǎn)、壓力高及流量大等特點(diǎn)，并且會(huì)遭受到氣候和溫度的影響，造成天然氣管道的腐蝕。因此，本文主要分析天然氣管道腐蝕的主要影響因素，并提出必要的防腐措施，確保天然氣管道運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

【關(guān)鍵詞】天然氣管道；腐蝕；措施

引言

伴隨著我國(guó)天然氣資源勘探開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，由于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，西部天然氣資源相對(duì)豐富，而東部相對(duì)缺乏，在一定程度上推動(dòng)了天然氣資源輸送行業(yè)的發(fā)展。天然氣管道在長(zhǎng)距離輸送中經(jīng)常會(huì)深埋地下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的輸送，受到土壤等因素的影響，就會(huì)導(dǎo)致管道的腐蝕，而在后期維護(hù)天然氣管道需要耗費(fèi)大量的人力和物力。因而，深入分析天然氣管道腐蝕的因素，并提出必要的防腐措施就十分重要。

一、天然氣管道腐蝕因素分析

天然氣管道在長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中，會(huì)受到很多因素的影響，導(dǎo)致管道腐蝕嚴(yán)重，給企業(yè)的效益帶來(lái)極大損失，其中土壤因素、大氣環(huán)境、壓力和溫度等作為主要影響因素，具體分述如下。

（一）土壤環(huán)境

土壤的空隙中包含有大量的水分和氣體，而水分中富含有少量的鹽類。而天然氣管道在長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中，會(huì)深埋于地下，管道自身的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)的不同，會(huì)受到不同性質(zhì)土壤的影響，進(jìn)而腐蝕。如，管道中存在缺陷、雜質(zhì)、過(guò)于粗糙等情況時(shí)，管道金屬材質(zhì)容易發(fā)生電離的情況，導(dǎo)致帶電的金屬離子進(jìn)入到臨近的土壤中，經(jīng)過(guò)一定量的積累，就會(huì)呈現(xiàn)出負(fù)電荷，另一部分就會(huì)呈現(xiàn)出正電荷，進(jìn)而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)常一段時(shí)間的使用，就會(huì)腐蝕管道。

（二）大氣環(huán)境

如果天然氣管道在使用過(guò)程中暴露在地表，就會(huì)受到大氣環(huán)境的影響，這主要是因?yàn)榇髿猸h(huán)境中富含大量的水蒸氣，如果遇到低溫等天氣時(shí)，就會(huì)造管道金屬外壁凝結(jié)水蒸氣，形成一層水薄膜，水薄膜可以發(fā)揮一定的電解液的作用，會(huì)電化學(xué)腐蝕管道的金屬部分。管道遭受大氣影響產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象的關(guān)鍵為污染物和氣候條件。經(jīng)過(guò)研究表明：如果環(huán)境較為干燥，金屬管道受到腐蝕的情況較小，而如果環(huán)境中的相對(duì)濕度超過(guò)80%，就會(huì)大大提高腐蝕速度，因而，管道的腐蝕程度直接和周圍環(huán)境的相對(duì)濕度有關(guān)。

（三）溫度和壓力

溫度和壓力也會(huì)直接影響天然氣管道的腐蝕程度，如果在管道內(nèi)的酸性物質(zhì)和活性物質(zhì)與管道內(nèi)的壓力呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，其含量的增大也會(huì)提升腐蝕速度。同時(shí)，如果管道的溫度升高，也會(huì)提升土壤中硫化物的含量，電化學(xué)腐蝕速度會(huì)加快，給管道帶來(lái)更快的腐蝕。

二、提升防腐效果的措施

經(jīng)過(guò)上文所寫，可以發(fā)現(xiàn)隨著我國(guó)天然氣管道輸送規(guī)模的不斷擴(kuò)大，天然氣管道遭受腐蝕問(wèn)題嚴(yán)重，不僅影響了天然氣的正常輸送，同時(shí)也給天然氣企業(yè)的利益帶來(lái)?yè)p失。因而，提升管道的防腐能力就十分必要。

（一）外部防腐措施

1.涂抹防護(hù)層。天然氣在外部涂抹防護(hù)層對(duì)于提升天然氣管道的防腐效果就十分重要，通過(guò)防腐層可以將土壤和管壁隔離開，避免天然氣輸送管道直接接觸空氣。在實(shí)際處理過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)：首先，應(yīng)該具備良好的物理機(jī)械性能，不論冬季天然氣管道的冷縮，還是夏季天然氣管道的膨脹，外部防腐層都會(huì)被剝離。其次，防腐層具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，可以承受酸性、大氣等物質(zhì)的腐蝕。（3）具備很強(qiáng)的附著能力，能在管壁外側(cè)很好的附著。而目前最常用的方法就是涂抹緩蝕劑，該方式作用的過(guò)程為通過(guò)緩蝕劑上的極性基團(tuán)的化學(xué)和物理吸附作用，使得緩蝕劑牢牢吸附在金屬表面。常用熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層、三層PE防腐層、雙層環(huán)氧粉末防腐層、煤焦油瓷漆防腐層、石油瀝青防腐層等。一些研究學(xué)者通過(guò)對(duì)緩蝕劑的研究發(fā)現(xiàn)，選擇不同性能的表面活性劑和緩蝕劑進(jìn)行復(fù)配，模擬天然氣輸送情況，進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)貼加緩蝕劑后可以降低緩蝕率75%，大大提升了管道的防腐效果。

2.朋極保護(hù)法。天然氣管道的陰極保護(hù)防腐措施已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，在管道施工過(guò)程中，在一些破損部分容易發(fā)生腐蝕。而陰極保護(hù)法作為一種電化學(xué)保護(hù)技術(shù)，防止在電介質(zhì)中腐蝕金屬。該方式最大的優(yōu)點(diǎn)就是在管道中不必施加外加電流，并且操作更為簡(jiǎn)單方便。并且在保護(hù)過(guò)程中應(yīng)該重點(diǎn)考慮性價(jià)比，在質(zhì)量保證的條件下，選擇最優(yōu)的保護(hù)方案，降低保護(hù)成本。

（二）改善金屬本質(zhì)

天然氣管道在使用過(guò)程中會(huì)遇到不同的環(huán)境，因而需要在不同環(huán)境中選擇不同材質(zhì)，可以選擇耐腐蝕合金，而將合金元素貼加金屬元素也是一種常用的處理辦法，例如，為了提升金屬鋼的防腐效果，可以在其中貼加鎳元素。

（三）改善環(huán)境

在天然氣管道正常使用過(guò)程中，也常用改善天然氣管道周圍的環(huán)境來(lái)提升管道的防腐效果的措施。例如，控制天然氣管道周圍環(huán)境的濕度、溫度，控制腐蝕介質(zhì)的濃度，降低介質(zhì)中氧的含量等，都可以起到很多的處理效果。

（四）雜散電流排流保護(hù)法

如果管道與高壓輸電線的距離較近且處于平行時(shí)，管道就會(huì)受到高壓輸電線的直接影響，提高管道的腐蝕速率。因而，在天然氣管道敷設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離直流電、交流電的干擾源。排流保護(hù)法是指排流方式的選擇依據(jù)被干擾陽(yáng)極區(qū)有沒(méi)有正負(fù)極性交變，交變情況時(shí)采用極性排流，不變時(shí)采用直流排流。而當(dāng)管道埋地時(shí)，根據(jù)實(shí)際測(cè)試的情況，選擇合適的保護(hù)措施，以達(dá)到抗干擾、排流的目的。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)天然氣行業(yè)的快速發(fā)展，極大的推動(dòng)了天然氣管道運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展。天然氣管道在使用過(guò)程中容易受到多種因素影響，產(chǎn)生腐蝕情況。因而，全文提出了必要的改進(jìn)措施，以期在實(shí)際中發(fā)揮作用。