長輸天然氣管道防腐層及陰極保護技術分析

單慶偉

（大慶油田工程項目管理有限公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

天然氣管線腐蝕是造成管線泄露斷裂等事故的直接誘因，受天然氣特殊的物理性質決定，一旦發生管線泄露等問題，會造成嚴重的環境污染以及火災爆炸事故，危害后果難以估量。因此天然氣管線在安裝前會進行防腐處理，提高防腐性能確保管線的使用壽命以及使用安全性。防腐涂層和陰極保護是目前應用最廣泛的防腐劑技術。

1 天然氣長輸管線腐蝕原因分析

1.1 材質和工藝因素

為了確保管線的強度以及承壓能力，管線一般使用鋼材鑄造，管線鑄造用鋼材中種類較多，但幾乎所有的鋼材在高溫高濕度環境腐蝕速度均較快，在腐蝕現象發生到一定程度后會引發腐蝕和開裂的現象。

1.2 埋地腐蝕現象嚴重

天然氣長輸管線一般深埋于地下，地下環境的溫度和濕度會加速管線腐蝕現象的發生，同時土壤中存在多種可能造成化學腐蝕現象的物質，土壤環境下也讓管線面臨電化學腐蝕的威脅，此外在電極反轉的過程中，土壤中存在的部分微生物會促進鐵與可溶硫酸鹽向氫進行轉變，形成腐蝕現象。

1.3 防腐措施不到位

目前我國天然氣長輸管線在鋪設前都進行了相應的防腐處理，采用噴涂外防腐層的措施實現管線外層的防腐，通過陰極保護的模式實現管線的內防腐。但在實際的應用中如果不能充分考慮環境因素，會導致防腐措施失效，喪失應有的防腐作用。

2 陰極保護的現狀分析

在建設長輸管道多數采用埋地的鋪設模式，從而確保管線鋪設通過性以及使用安全，埋地鋪設的方式可以實現對管線的有效保護，同時也與城市鋪設環境相適應。但同時管線也需要面對地下復雜的腐蝕環境。一般會采取陰極保護技術來實現對管線的電化學防腐。

3 天然氣長輸管線防腐層防腐技術

3.1 地上跨越處管道防腐層的防腐技術

為了達成更好的防腐效果，天然氣管線在鋪設時需要根據具體的施工環境選擇相應的防腐措施。也需要充分的對長輸管線的實際運行特點進行充分考量。從而制定符合實際情況的防腐措施。例如在進行地上跨越處的管線防腐層施工時，由于管線長期暴露，應對管線表面進行徹底的清理，一般使用鋼銼以及鋼絲線刷將原有防腐涂層進行徹底的清理，清除表面雜物必要時需要進行剖光處理。在表面處理工作完成后進行防腐層涂刷，首先涂抹環氧帶底漆，在控制鍍層厚度時需要使厚度達到70μm以上。最后實施在管道的最外 層涂刷總干膜的工作，在涂抹時同樣需要注重厚度的把控，厚度要達到140μm 以上。利用此種修復防腐層的措施可有 效加強天然氣輸氣管線所具有的防腐能力，并且同時還能夠對輸氣管線的持久性進行有效的維護，維護效果與修復 效果同樣突出。

3.2 增加埋深處管道防腐層的防護技術

為了保障確保天然氣的工作效果，保證輸氣管線能夠穩定安全的完成天然氣的傳輸工作，需要確保深層管線的防腐效果，定期對深埋管線的防腐層進行檢測，對已經出現防腐層失效的管線進行防腐層修復。檢測方法一般采用目測或者電火花檢測，在檢測時如果發現防腐層存在不合格區域，需要進行除銹工作。

3.3 外加電流陰極保護技術

外加電流陰極保護技術的工作原理是利用導線實現金屬結構與直流電源負極相連接，實現輔助陽極能夠與直流電源正極有效連接，連接后存在電子流入陰極表面的過程，此陰極表面是指被保護的長輸管道。當外加的電子不能及時與電解質溶液中含有的某 些物質產生作用時，會在陰極的表面產生積聚，陰極表面的電極電位會朝向負的方向進行移動，形成陰極極化，金屬結 構中存在的電子釋放過程會受到阻礙。陰極電流如果不斷增大，積累的電子也會逐漸增多，在金屬結構表面所產生的電極電位負值會增高，而微陽極所釋放的電子能力則越來越弱。在金屬結構表面形成的陰極極化處于某一值時，微陰極與微陽極會產生等電位的現象，陰陽極之間的電位差處于零的位置，原電池受到了腐蝕作用產生停止。