淺論天然氣長(zhǎng)輸管道腐蝕與控制方法

王擁軍

【摘要】天然氣在日常生活中是處處可見(jiàn)的，可是對(duì)輸送天然氣的管道我們并沒(méi)有過(guò)多地去研究，天然氣輸送管道防腐與保護(hù)是保證管道正常工作，且延長(zhǎng)其使用年限的重要措施。本文在分析天然氣輸送管道腐蝕產(chǎn)生的原因的基礎(chǔ)上，最后提出了天然氣長(zhǎng)輸管道防腐對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】天然氣長(zhǎng)輸管道；腐蝕；防腐對(duì)策

近年來(lái)國(guó)家的天然氣長(zhǎng)輸管道網(wǎng)絡(luò)迅速鋪設(shè)，我國(guó)天然氣輸送管道業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。另一方面，因管道發(fā)生泄漏而造成的事故也頻頻出現(xiàn)，腐蝕因素是管道發(fā)生事故的主要原因。盡早準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)管道腐蝕出現(xiàn)的區(qū)域、時(shí)間及破損狀況，通過(guò)管道腐蝕檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)理論及工程事例來(lái)對(duì)管道的運(yùn)行、維修和更換方案，對(duì)天然氣管道的腐蝕治理具有很大意義。

一、天然氣長(zhǎng)輸管道腐蝕原因分析

金屬在性質(zhì)上與氧發(fā)生化學(xué)變化，從而導(dǎo)致?lián)p害。根據(jù)腐蝕部位，天然氣管道可分為腐蝕和外壁腐蝕兩大類。包括內(nèi)部腐蝕和電化學(xué)腐蝕的原理是相似的，因?yàn)樗谔烊粴夤艿乐行纬傻乃畬?，為電化學(xué)腐蝕的形成提供條件，另外，一些天然氣化學(xué)，與金屬管本身發(fā)生反應(yīng)，形成腐蝕。埋地管道一般采用陰極保護(hù)和防腐層保護(hù)，以保護(hù)埋地管道的潛在腐蝕損傷。在防腐涂料的使用方法，主要對(duì)耐腐蝕環(huán)境，一旦受環(huán)境的影響，使蓋層和鋼帶，如果不及時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，將形成死區(qū)，死區(qū)腐蝕膨脹，為了防止管道腐蝕，必須完整的保護(hù)，從而更好地滿足保護(hù)要求。

二、天然氣長(zhǎng)輸管道防腐對(duì)策

（一）陰極保護(hù)

金屬表面，裸露在外或埋在地上，只是采取陰極保護(hù)或涂層保護(hù)是達(dá)不到的目標(biāo)，必須結(jié)合兩者達(dá)到理想的防腐狀態(tài)，因此，在當(dāng)今世界公認(rèn)的是涂料防腐措施與陰極保護(hù)相結(jié)合。陰極保護(hù)的原理是使管道具有足夠的直流電流，使陰極表面發(fā)生陰極極化，減少兩級(jí)主成分之間的電位差，減少腐蝕電流，從而達(dá)到預(yù)防和控制管道腐蝕的目的。陰極保護(hù)是在電化學(xué)腐蝕的基礎(chǔ)上，用相反的原理來(lái)抵消電化學(xué)形成的條件。

（二）陰極保護(hù)方式

陰極保護(hù)有兩種方法：外陰極法和犧牲陽(yáng)極法。外加電流法是將電流的負(fù)極連接到受保護(hù)的管道上，并將電流的正極與管道的輔助陽(yáng)極連接。這樣可以將電流導(dǎo)入地面，保護(hù)的鋼管表面只產(chǎn)生還原反應(yīng)，不發(fā)生離子氧化的化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到保護(hù)效果。犧牲陽(yáng)極法是一種金屬或合金連接到受保護(hù)的管，形成一個(gè)新的原始電池。犧牲連接的金屬或合金以保護(hù)受保護(hù)的鋼管進(jìn)入陰極。具體的原理是將受保護(hù)的金屬與提供直流電流的金屬連接起來(lái)，然后用金屬極化保護(hù)，從而降低腐蝕速度。

（三）改善腐蝕環(huán)境

對(duì)于腐蝕較嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)改善管道周圍的環(huán)境。如果管道周圍的土壤脫水、凈化或改為土壤，則會(huì)降低土壤的腐蝕性能，達(dá)到管道的保護(hù)。與其他方法相比，該方法只適用于某一地區(qū)，不能用于城市天然氣管道。

（四）緩蝕劑防護(hù)

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是投資少，使用方便，具有廣泛的前景，天然氣管道的防腐。腐蝕機(jī)理是通過(guò)腐蝕材料中的腐蝕分子在受保護(hù)層上形成的金屬表面吸附材料，這樣會(huì)改變保護(hù)金屬的物理狀態(tài)，將電化學(xué)反應(yīng)取消，使金屬表面的能量達(dá)到平衡狀態(tài)，減緩腐蝕速度。此外，在受保護(hù)金屬材料表面的吸附有一層疏水保護(hù)膜，該膜是電子在金屬塊表面上的運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有電子流的運(yùn)動(dòng)就不能形成，從而避免了電化學(xué)反應(yīng)的形成?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)腐蝕和陰極保護(hù)的幾種方法分析是不絕緣的要求非常嚴(yán)格，在權(quán)衡經(jīng)濟(jì)因素條件下的絕緣層進(jìn)行相應(yīng)的修改是一個(gè)很好的選擇，對(duì)陰極保護(hù)用的難度會(huì)更大，但在簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程，找到最有效的解決方案也值得參考。

（五）加強(qiáng)水和酸性物質(zhì)防護(hù)

水（汽）腐蝕與防護(hù)。大氣水（蒸汽）對(duì)金屬管道的腐蝕主要是基于以下原理：在金屬管中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致腐蝕，而pH值對(duì)不同金屬氧化物的影響非常大。由于這種類型的腐蝕程度一般較小，易于發(fā)現(xiàn)和處理，通常采用防銹漆和管道電氣保護(hù)保護(hù)相結(jié)合的防護(hù)措施。酸性物質(zhì)的腐蝕與防護(hù)。常見(jiàn)的酸一般指大氣中的SO2，尤其是工業(yè)廢氣污染區(qū)，這種腐蝕相對(duì)比較突出，環(huán)境中管道的腐蝕速率隨著大氣中SO2含量的增加而迅速增加。這種腐蝕程度和腐蝕速率一般較大，一般用于管道施工前防銹漆和特種玻璃布的防腐。

（六）土壤腐蝕及其防護(hù)

目前，埋地管道的防護(hù)主要是外防腐和電氣保護(hù)。外防腐有多種，包括瀝青、塑料防腐保溫、環(huán)氧粉末涂料、搪瓷涂料和水泥砂漿涂料。瀝青是最常用、最有效的防腐材料。塑料防腐涂料在強(qiáng)度、彈性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐水性、電氣絕緣性等方面都優(yōu)于瀝青，但價(jià)格昂貴。目前，它不能與瀝青競(jìng)爭(zhēng)，只能在特殊場(chǎng)合使用。首先，外加陰極保護(hù)法。保護(hù)半徑R=15，隨著直流功率的增加，可使金屬管形成負(fù)電位到土壤，避免腐蝕。因此，在管道沿線設(shè)置陰極保護(hù)站是十分必要的。其次，犧牲陽(yáng)極保護(hù)。引入比金屬管道和管道材料的金屬電極電位越負(fù)，都與土壤形成電池電解液，從而保護(hù)管的腐蝕，但陽(yáng)極輸出電流損傷過(guò)程，一般可用陽(yáng)極鎂、鋁、鋅及其合金等的保護(hù)管道的保溫應(yīng)采用這種方法在很好。再次，排水保護(hù)法。將管道連接到附近的能產(chǎn)生雜散電流的電氣設(shè)備，使水流不通過(guò)單向流電源的土壤和負(fù)極，從而保證管道不受腐蝕。

三、結(jié)束語(yǔ)

天然氣作為一種化石能源，在促進(jìn)我國(guó)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面具有重要的作用。天然氣輸送主要采取管道形式，其輸配的管線材質(zhì)通常是鋼管，一般將其埋于地面，對(duì)輸送管道采取一定的防腐措施可以大大的提高其使用壽命。

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