天然氣管道防腐層及陰極保護常見缺陷及對策研究

歐陽小業 曾佳金

摘 要：針對天然氣管道防腐層及陰極保護常見缺陷問題，結合我國天然氣管道防腐層及陰極保護實施現狀，首先對防腐層及陰極保護中的常見缺陷問題進行深入分析，在此基礎上，提出相應的對策，為保障天然氣管道的安全運行奠定基礎。研究表明：天然氣管道防腐層及陰極保護常見的缺陷問題主要可以分為六種類型，分別是防腐層破損、防腐層脫落、防腐層起泡、陰極保護失效、陰極保護電流不足以及雜散電流干擾，因此，相關企業需要從優選合理的防腐層材料、防腐層修復、加強陰極保護檢測以及去除雜散電流干擾四個角度入手，分別采取多項有效措施，全面加強天然氣管道保護。

關鍵詞：天然氣管道;防腐層;陰極保護;常見缺陷;對策

對于天然氣管道而言，受到外界環境以及內部介質等因素的影響，非常容易出現腐蝕問題，當腐蝕問題相對較為嚴重時，就會引發天然氣資源泄漏，因此，加強天然氣管道的防腐工作十分重要[1]。常見的天然氣管道防腐措施主要可以分為兩種類型，分別是防腐層防腐和陰極保護措施，但是在防腐層和陰極保護使用一段時間以后，不可避免的會出現缺陷問題，當管道一側受保護而另一側不受保護時，管道自身會形成原電池，進而使得管道腐蝕速率加快。針對此問題，本次研究受到對防腐層以及陰極保護中常見的缺陷問題進行深入研究，并提出有效的解決對策，為保障天然氣管道的安全運行奠定基礎。

1 天然氣管道防腐層及陰極保護常見缺陷

1.1 防腐層破損

防腐層破損是防腐層使用過程中的常見問題，防腐層破損問題主要由兩種原因所引起，首先，防腐層材料的質量相對較差，壽命相對較短，而天然氣管道一般需要運行二十年以上，在這個過程中，很可能會由于防腐層壽命的問題引發防腐層破損。其次，管道外壁的防腐層將直接與土壤接觸，在建設管道的過程中，如果回填土中含有直徑相對較大，且相對較為尖銳的石塊，則會對防腐層產生直接性的破壞，因此，在管道回填的過程中，工作人員需要對回填土進行嚴格的檢查，防止因該種因素引發防腐層破損問題[2]。

1.2 防腐層脫落

通過對我國天然氣管道防腐層問題進行調研后發現，防腐層也非常容易出現脫落問題，防腐層脫落問題主要可以分為兩種類型，分別是內防腐層脫落以及外防腐層脫落，對于內防腐層而言，由于天然氣中含有一定量的水分，在天然氣輸送的過程中，隨著溫度的降低這部分水分會析出，并在管道低洼位置聚集，這部分游離水會對防腐層產生浸泡作用，進而引發防腐層脫落;對于外防腐層而言，土壤中也含有一定量的水分，這部分水分的存在也會引發防腐層脫落問題。

1.3 防腐層起泡

防腐層起泡問題主要是由于防腐層與管道之間的粘結力不足所引起，一般情況下，工作人員需要根據輸送介質以及管道所處區域土壤環境的不同，對天然氣管道內外防腐層材料進行合理的選擇，在對材料進行合理的優選以后，再采用合理的施工工藝對其進行施工作業，如果防腐層材料以及施工工藝選擇不合理，就會出現非常嚴重的防腐層起泡問題。在另一方面，在對防腐層進行施工作業的過程中，也需要對相關參數進行嚴格的控制，例如施工溫度，如果施工參數控制不足，也會引發防腐層起泡問題。

1.4 陰極保護失效

陰極保護失效是陰極保護措施中的常見問題，陰極保護措施主要可以分為兩種類型，分別是犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的管道保護方法，對于第一種陰極保護措施而言，需要在管道外壁增設活躍的金屬材料，進而使得管道與活躍金屬材料之間形成原電池，活躍金屬被腐蝕，而管道材料被保護，在該種措施使用一段時間以后，活躍的金屬材料可能會被完全腐蝕，進而使得已經形成的原電池不復存在，此時將無法對管道材料起到保護作用，這是引發犧牲陽極的陰極保護方法失效的重要原因。

1.5 陰極保護電流不足

對于外加電流的管道陰極保護方法而言，需要對管道沿線設定一定數量的保護站場，通過向管道中引入一定量電流的方式，進而對管道起到保護作用，事實上，對管道施加的保護電流需要進行嚴格的計算，當外加電流不足時，將無法對管道起到很好的保護作用，當外加電流相對較大時，可能會引發其他類型的風險問題，當陰極保護措施使用一段時間以后，陰極保護電流很可能會出現不足的問題，此時對管道起到的保護作用將會失效，管道會出現嚴重的腐蝕行為[3]。

1.6 雜散電流干擾

無論是采用何種類型的陰極保護措施，都將會受到外界電流的影響，一般情況下，土壤中都含有一定量的雜散電流，當雜散電流相對較小時，基本不會對管道的陰極保護措施產生影響，但是如果雜散電流相對較大，則必然會對陰極保護措施產生影響，在建筑物、高壓電線以及火車道等建筑的周圍，雜散電流相對較大，這些位置處管道的腐蝕速率也相對較高，因此，工作人員需要在這些位置處采取合理的措施，防止雜散電流影響陰極保護措施。

2 天然氣管道防腐層及陰極保護缺陷對策

2.1 優選合理的防腐層材料

針對天然氣管道防腐層非常容易出現的損壞問題，首先在建設管道的過程中，工作人員需要對防腐層材料進行合理的優選，優選過程需要基于土壤環境以及天然氣介質的主要成分，盡可能選擇質量較好、粘結力相對較強、使用周期相對較長、成本相對較低、不會對周圍環境以及工作人員身體健康產生影響的防腐層材料。在對材料進行合理的選擇以后，還需要對施工工藝進行優選，在施工的過程中，對相關參數進行嚴格的控制，防止因施工工藝參數對防腐層產生影響。

2.2 防腐層修復

無論采用何種質量的防腐層材料，在防腐層使用一段時間以后，都會由于不可預知的因素引發防腐損壞問題，因此，工作人員需要加強防腐層的修復工作。在這一方面，工作人員需要制定合理的防腐層檢測周期，定期對防腐層進行檢測，及時發現防腐層的破損點，采取合理的措施對防腐層進行修復，目前，我國的部分天然氣管道運營單位都已經開始著手該方面的工作，但是在進行防腐層修復的過程中，工作人員也需要對修復材料和修復工藝進行合理選擇。

2.3 加強陰極保護檢測

無論是對于外加電流的管道保護方法還是對于犧牲陽極的陰極保護方法，在使用一段時間以后都可能會出現失效問題，因此，工作人員需要加強陰極保護檢測工作，定期對陽極材料進行檢查，防止因陽極材料腐蝕嚴重和外加電流不足引發管道腐蝕行為。在這一方面，工作人員也需要制定合理的檢測周期，并對檢測方法進行合理的選擇，在發現陰極保護措施失效以后，工作人員需要對陽極材料進行補充或者對外加電流進行修復，全面保障陰極保護措施的有效性。

2.4 去除雜散電流干擾

針對某些雜散電流相對較大的區域，工作人員需要采取去除雜散電流的措施，在這一方面，在建設管道的過程中，工作人員需要對管道周圍的環境進行嚴格的調研，盡可能的使管道遠離建筑物，防止建筑物對管道的陰極保護措施產生影響，如果管道已經建成，但是管道周圍需要建設某些建筑物，則工作人員需要采取合理的措施，對雜散電流進行引流，例如采取合理的接地措施，防止雜散電流對管道的運行安全產生影響。

3 結論

通過本次研究可以發現，防腐層和陰極保護是防止天然氣管道出現嚴重腐蝕問題的重要措施，但是受到各種因素的影響，防腐層和陰極保護措施都非常容易出現缺陷問題，缺陷問題出現以后會使得管道的腐蝕速率加快，因此，工作人員需要采取優選合理的防腐層材料、防腐層修復、加強陰極保護檢測以及去除雜散電流干擾等四方面的措施，全面保障天然氣管道的安全運行。

參考文獻：

[1]徐代英，禹繼貧.輸氣管線絕緣防腐層缺陷檢測及應用[J].天然氣工業，2000（5）：98-99.

[2]黎洪珍，徐立，龐宇來，等.集輸管道陰保效果分析及措施研究[J].天然氣與石油，2007（02）：23-25.

[3]王飛，王志方，胡生寶.天然氣站場區域陰極保護系統存在的問題及措施[J].油氣田地面工程，2019（S1）：18-23.

作者簡介：

歐陽小業（1990- ），男，江西新余人，畢業于江西科技師范學院，機械制造與自動化專業，助理工程師，從事油氣管道保護工作。