淺論天然氣長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的，可是對輸送天然氣的管道我們并沒有過多地去研究，天然氣輸送管道防腐與保護是保證管道正常工作，且延長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生的原因的基礎上，最后提出了天然氣長輸管道防腐對策。

【關鍵詞】天然氣長輸管道；腐蝕；防腐對策

近年來國家的天然氣長輸管道網絡迅速鋪設，我國天然氣輸送管道業進入了快速發展時期。另一方面，因管道發生泄漏而造成的事故也頻頻出現，腐蝕因素是管道發生事故的主要原因。盡早準確地發現管道腐蝕出現的區域、時間及破損狀況，通過管道腐蝕檢測評價技術理論及工程事例來對管道的運行、維修和更換方案，對天然氣管道的腐蝕治理具有很大意義。

一、天然氣長輸管道腐蝕原因分析

金屬在性質上與氧發生化學變化，從而導致損害。根據腐蝕部位，天然氣管道可分為腐蝕和外壁腐蝕兩大類。包括內部腐蝕和電化學腐蝕的原理是相似的，因為水在天然氣管道中形成的水層，為電化學腐蝕的形成提供條件，另外，一些天然氣化學，與金屬管本身發生反應，形成腐蝕。埋地管道一般采用陰極保護和防腐層保護，以保護埋地管道的潛在腐蝕損傷。在防腐涂料的使用方法，主要對耐腐蝕環境，一旦受環境的影響，使蓋層和鋼帶，如果不及時調整相關參數，將形成死區，死區腐蝕膨脹，為了防止管道腐蝕，必須完整的保護，從而更好地滿足保護要求。

二、天然氣長輸管道防腐對策

（一）陰極保護

金屬表面，裸露在外或埋在地上，只是采取陰極保護或涂層保護是達不到的目標，必須結合兩者達到理想的防腐狀態，因此，在當今世界公認的是涂料防腐措施與陰極保護相結合。陰極保護的原理是使管道具有足夠的直流電流，使陰極表面發生陰極極化，減少兩級主成分之間的電位差，減少腐蝕電流，從而達到預防和控制管道腐蝕的目的。陰極保護是在電化學腐蝕的基礎上，用相反的原理來抵消電化學形成的條件。

（二）陰極保護方式

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

（三）改善腐蝕環境

對于腐蝕較嚴重的地區，應改善管道周圍的環境。如果管道周圍的土壤脫水、凈化或改為土壤，則會降低土壤的腐蝕性能，達到管道的保護。與其他方法相比，該方法只適用于某一地區，不能用于城市天然氣管道。

（四）緩蝕劑防護

這種方法的優點是投資少，使用方便，具有廣泛的前景，天然氣管道的防腐。腐蝕機理是通過腐蝕材料中的腐蝕分子在受保護層上形成的金屬表面吸附材料，這樣會改變保護金屬的物理狀態，將電化學反應取消，使金屬表面的能量達到平衡狀態，減緩腐蝕速度。此外，在受保護金屬材料表面的吸附有一層疏水保護膜，該膜是電子在金屬塊表面上的運動，沒有電子流的運動就不能形成，從而避免了電化學反應的形成。可以通過對腐蝕和陰極保護的幾種方法分析是不絕緣的要求非常嚴格，在權衡經濟因素條件下的絕緣層進行相應的修改是一個很好的選擇，對陰極保護用的難度會更大，但在簡單的實驗實施過程，找到最有效的解決方案也值得參考。

（五）加強水和酸性物質防護

水（汽）腐蝕與防護。大氣水（蒸汽）對金屬管道的腐蝕主要是基于以下原理：在金屬管中發生電化學反應，導致腐蝕，而pH值對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，易于發現和處理，通常采用防銹漆和管道電氣保護保護相結合的防護措施。酸性物質的腐蝕與防護。常見的酸一般指大氣中的SO2，尤其是工業廢氣污染區，這種腐蝕相對比較突出，環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

目前，埋地管道的防護主要是外防腐和電氣保護。外防腐有多種，包括瀝青、塑料防腐保溫、環氧粉末涂料、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。塑料防腐涂料在強度、彈性、化學穩定性、耐水性、電氣絕緣性等方面都優于瀝青，但價格昂貴。目前，它不能與瀝青競爭，只能在特殊場合使用。首先，外加陰極保護法。保護半徑R=15，隨著直流功率的增加，可使金屬管形成負電位到土壤，避免腐蝕。因此，在管道沿線設置陰極保護站是十分必要的。其次，犧牲陽極保護。引入比金屬管道和管道材料的金屬電極電位越負，都與土壤形成電池電解液，從而保護管的腐蝕，但陽極輸出電流損傷過程，一般可用陽極鎂、鋁、鋅及其合金等的保護管道的保溫應采用這種方法在很好。再次，排水保護法。將管道連接到附近的能產生雜散電流的電氣設備，使水流不通過單向流電源的土壤和負極，從而保證管道不受腐蝕。

三、結束語

天然氣作為一種化石能源，在促進我國環境保護和經濟發展方面具有重要的作用。天然氣輸送主要采取管道形式，其輸配的管線材質通常是鋼管，一般將其埋于地面，對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。

參考文獻

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