天然氣儲運中的管道防腐問題

徐欣波

摘要：油氣能源資源的儲運工作對于整個油氣田系統(tǒng)的正常運作具有十分重要的作用。隨著油氣儲運工程規(guī)模的不斷擴大，做好油氣管道的防腐工作成為企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。因此，我國油氣企業(yè)必須加大在管道防腐方面的技術(shù)研究，最大化降低管道腐蝕帶來的危害，旨在促進(jìn)油氣行業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：天然氣;儲運;管道防腐

油氣儲運過程中的管道腐蝕問題是影響油氣安全運輸?shù)闹饕蛩?，做好防腐工作，對于整個油氣儲運工程意義重大，采取有效的管道防腐措施如控制管材質(zhì)量、加強內(nèi)外部防腐、陰極保護(hù)技術(shù)等能夠延長管道的使用壽命，減少油氣資源的損失，保障環(huán)境及人民的安全健康，進(jìn)而推動我國現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程，促進(jìn)經(jīng)濟社會進(jìn)一步發(fā)展。

一、天然氣管道腐蝕的原因

1外部環(huán)境因素

管道的被腐蝕程度主要受溫度、腐蝕性介質(zhì)、介質(zhì)物理性狀、施工情況等影響。地域環(huán)境的不同致使土壤內(nèi)部的元素各不相同，土壤中富含微量元素，其中酸性與堿性介質(zhì)數(shù)量繁多，這些腐蝕性介質(zhì)是腐蝕管道的另一重要因素，此外，土壤中的水分經(jīng)常存在氧化物質(zhì)，土壤中含水量、地下水位變化也會很大程度的加速鋼材管道腐蝕，破壞均勻質(zhì)地的管道表面，然而統(tǒng)一管道腐蝕程度的標(biāo)準(zhǔn)很難。

2天然氣石油的物質(zhì)性質(zhì)

石油天然氣中含有很多物質(zhì)，所以組成的油氣會有不同的性質(zhì)，其對管道的影響也不同，各種反應(yīng)破壞管道金屬元素晶格結(jié)構(gòu)，管道表面保護(hù)層失效，管道失去保護(hù)自然會被更深的腐蝕。儲運油氣的管道內(nèi)壁質(zhì)量受損、腐蝕加劇，很大程度受油氣的不同性質(zhì)影響。

3防腐防護(hù)不足

很多研究發(fā)現(xiàn)管道上防腐層的失效會很高程度的腐蝕管道。用物理方法可將防腐層與管道融合為一，然而油氣運輸過程中不可避免的產(chǎn)生各種化學(xué)反應(yīng)，融合后的防腐層參與反應(yīng)，從管道內(nèi)側(cè)脫落，使管道金屬直接暴露于油氣中，長時間的接觸反應(yīng)很大程度消耗了管道金屬材料，防腐層也無法發(fā)揮防腐功效。

二、天然氣管道防腐措施

1管道噴涂技術(shù)

利用管道噴涂防腐技術(shù)能夠有效減緩天然氣管道的腐蝕速率。比如，利用單層熔結(jié)環(huán)氧粉末以及熔結(jié)環(huán)氧粉末在管道表面形成雙層防腐保護(hù)，提高管道的抗高溫、沖擊、防腐的能力，使管道防腐層能夠更好地發(fā)揮其作用。此外，還能使用熱噴涂防腐技術(shù)對管道進(jìn)行防腐，在管道表面進(jìn)行鋁和鋅的鍍層，形成一道隔離層，減少管道與大氣和土壤的直接接觸，從而減輕了腐蝕程度。另一方面，聚脲彈性體材料的使用也能大大減緩天然氣管道的腐蝕程度，這種材料具有密度大、連續(xù)性強、適應(yīng)力高等特點，能夠適用于各種環(huán)境下的天然氣管道。通過形成一定的防護(hù)膜，阻止大氣、微生物以及化學(xué)元素和管道的直接接觸，達(dá)到防腐的效果。

2外加電流陰極技術(shù)

外加電流陰極技術(shù)的目的是防止微生物、大氣和化學(xué)元素影響管道成為腐蝕電池。工作人員利用直流電源和輔助陽極控制電流流向金屬管道，從而保證管道中的金屬點位低于周圍的電流環(huán)境，達(dá)到防止電化學(xué)腐蝕的效果，這項技術(shù)的采用能夠?qū)⒔饘俟艿赖年枠O或者陰極去除，引導(dǎo)電流對管道進(jìn)行防腐保護(hù)。同理，在埋地管道中，這項技術(shù)能夠利用陽極周圍的炭質(zhì)回填料在管道周圍形成一個陽極地帶，避免管道形成兩級，成為腐蝕電池。就目前而言，由于能夠控制電流的大小從而控制防腐范圍，而且使用這項技術(shù)的成本與范圍成反比，因此，這項技術(shù)是我國目前天然氣管道防腐的主要措施，并且達(dá)到了不錯的效果。然而，在管道附近如果存在金屬建筑物，那么這項技術(shù)就會對建筑物形成電磁干擾，影響人民的生產(chǎn)生活，需要工作人員不斷對周圍的電源進(jìn)行檢查和維護(hù)，保證天然氣管道防腐的效果。

3緩蝕劑技術(shù)

相比管道外部的防腐措施，管道內(nèi)部的防腐更加重要。在眾多管道內(nèi)部防腐的方法中，最有效的就是使用緩蝕劑。因其具有效果好、投資少、應(yīng)用方便等特點，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。緩蝕劑能夠改變管道中金屬的電荷狀態(tài)，增加腐蝕活化反應(yīng)。與此同時，緩蝕劑由于其吸附作用能夠在管道表面形成一層保護(hù)膜，將管道中存在的電荷進(jìn)行最大限度的保留，以此減緩管道的腐蝕速度。

4管道材質(zhì)優(yōu)選

油氣儲運管道材質(zhì)的優(yōu)劣是管道防腐措施的首要環(huán)節(jié)。管道材質(zhì)的優(yōu)選一般要遵循五個方面原則：一是以材質(zhì)的優(yōu)劣為第一出發(fā)點，其次考慮價格因素，選擇信譽較好的管道生產(chǎn)商進(jìn)行合作;二是選擇鋼材強度較好、純凈度高的材質(zhì);三是根據(jù)油氣儲運的實際量來選擇管道直徑大小，避免直徑過大造成成本浪費、直徑過小影響流速的情況發(fā)生;四是根據(jù)油氣輸送過程中的輸送壓力以及埋于地下的管道承壓能力，來選擇管道的壁厚;五是優(yōu)選焊接工藝，應(yīng)該采用無縫焊接工藝，這種焊接工藝可以保證焊接面平滑，避免焊縫工藝帶來的非金屬雜質(zhì)以及凸凹不平的焊接面。只有做到以上五方面，才能真正實現(xiàn)油氣儲運管道本質(zhì)上的防腐。另外，對于油氣管道內(nèi)壁的防腐工作應(yīng)予以高度重視，選擇新型的管道緩蝕劑，以增強管道的防腐能力，減緩管道腐蝕，最大化的增加管道的使用壽命。其中，GP-1 型緩蝕劑是當(dāng)前管道內(nèi)壁防腐應(yīng)用比較廣泛的緩蝕劑，它的防腐效果極佳。

5改善天然氣管道鋪設(shè)環(huán)境

管道所處的環(huán)境對管道腐蝕情況有著十分明顯的影響。在溫度較高、濕度較大的區(qū)域更容易出現(xiàn)腐蝕情況，因此，可能通過改善土壤情況或者環(huán)境防止管道腐蝕。例如，對于濕度較大的區(qū)域，可以對管道鋪設(shè)的土壤進(jìn)行脫水處理，或者對當(dāng)下的土壤進(jìn)行替換，降低其腐蝕性。

6管道施工全過程管理

油氣儲運中的管道施工是一項較為龐大的工程，施工工藝流程較為復(fù)雜、施工人員數(shù)量眾多、施工周期、戰(zhàn)線較長，必須實現(xiàn)全過程管理才能保證管道施工質(zhì)量。管理方面：選用責(zé)任心強、工作經(jīng)驗豐富、熟知管道施工工藝、流程的管理人員，這些人員現(xiàn)場監(jiān)督、全程把控，確保管道施工保質(zhì)保量完工;施工方面：選用技術(shù)水平高、業(yè)務(wù)能力強的人員，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量優(yōu)良，從而提高管道整體防腐性能。

結(jié)束語

管道設(shè)備是油氣運輸工程的核心，優(yōu)化運輸管道設(shè)備性能、延長使用壽命長期以來都是熱議的話題。管道性能最主要受腐蝕因素影響，提高管道抗腐蝕能力后可有效延長設(shè)備壽命，保障設(shè)備安全。因此在管道防腐研究領(lǐng)域中，研發(fā)質(zhì)量穩(wěn)定、價格合理的防腐材料，強化管道防腐涂層，對油氣長期穩(wěn)定安全儲運、保證國民經(jīng)濟正常發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈乾坤。論油氣儲運中的管道防腐問題[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，（9）：297.

[2]朱小林，張東焱。淺析油氣儲運中的管道防腐問題[J].科技與企業(yè)，2015，（3）：233.