天然气管道的腐蚀与防护方法
发表时间：2018-12-19T12:44:03.717Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第23期作者：任涛
[导读] 对天然气长输管道系统进行防护管理，防止发生腐蚀的现象，维护管道系统的安全运行
任涛
中石油渭南煤层气管输有限公司陕西 710000
摘要：对天然气长输管道系统进行防护管理，防止发生腐蚀的现象，维护管道系统的安全运行。降低事故的发生率，避免出现天然气泄漏的情况，引发严重的后果。对天然气长输管道系统实施自动监测管理，及时发现安全隐患问题，采取应急处理措施，提高管道运行的安全性。
关键词：天然气；管道；腐蚀；防护方法
参考文献
1 腐蚀机理
之所以会出现腐蚀，主要是由于金属管道和周围物质，由于化学与电化学的作用，导致管道被破坏的情况。按照其反应原理来看，目前主要有化学作用腐蚀和电化学腐蚀以及生物化学腐蚀。以下对其腐蚀机理进行分析：一是就化学作用的腐蚀机理来看，主要是因为金属管道和空气、土壤以及天然气之间出现的化学反应，使得天然气长输管道的表面物质流失，同时管壁也会变薄，在这个过程中，化学能不会转变成电能。二是就电化学的腐蚀机理来看，电化学腐蚀主要是因为金属管道的电极电位失去平衡，导致其局部形成相应的微电池，当处于电解质含量较大的溶液时，将导致金属阳离子失去，并形成阳极，当电极电位较高时，就会得到阴极电子，进而由于电化学的作用而使得管道被腐蚀。三是就生物化学腐蚀机理而言，生物化学腐蚀主要是因为硫酸盐在还原菌活动中导致管道表面腐蚀速度加快。从这三种腐蚀来看，由于此类管道中主要输送的是天然气，天然气中主要包含了硫化氢、二氧化碳、氧气、其他硫化物组合而成的腐蚀性化合物等，这也会给管道带来化学腐蚀，但是化学腐蚀的作用远比电化学腐蚀带来的影响较大，容易出现穿孔的情况，所以需要引起我们的重视。
2埋地天然气管道腐蚀原因分析
2.1内部原因
埋地天然气管道腐蚀的内部原因主要是指管道在实际输送过程中，在管道上有一些腐蚀性的物质，引起管道的腐蚀。如在天然气实际输送过程中，二氧化碳、硫化氢等化学成分物质较多，经过长时间的输送，就会导致天然气管道的腐蚀，造成穿孔等。而管道的内部腐蚀还表现出了很强的区域特性，在低洼积水、弯曲处及交汇处等，腐蚀的相对较为严重，产生这种现象的主要原因是，管道在这些位置通常承受较大的压力，在这些区域还容易产生腐蚀性物质，不仅给天然气的输送带来影响，同时也降低了管道的使用年限，增加了企业的维修成本。
2.2外部因素
第一，土壤因素。在埋地天然气管道的腐蚀因素中，土壤腐蚀是主要的作用方式，主要是因为土壤具有气、固、液三相的物质组成，土壤中存在很多的孔隙，这些孔隙中存在大量的空气及水分，其中这些水分富含较多的盐分，因而使得其呈现离子导电性，当管道材质的理化性质和土壤不均匀时，就会产生一定的腐蚀性。第二，杂散电流。杂散电流主要是指在地下流动的一种电流，如果管道的材质为金属，就会给管道带来一定的腐蚀，主要存在两种类型的杂散电流：交流型与直流型。交流型主要呈现的特点是腐蚀程度相对较小，同时腐蚀的区域较为集中；而直流型腐蚀性较强，会带来较大的破坏性。第三，冲刷腐蚀。由于管道在实际施工建设过程中，不可避免地会出现在一些低洼路段，当雨季带来时，就会在管道处出现积水，同时，一些管道还长期遭受着河流的冲刷，特别是一些处于裸露状态的管道，遭受着严重的冲刷腐蚀。此时存在两种情况，当水体的流速较慢时，此时的腐蚀性物质就会停留在管道表面上，经过长时间的腐蚀，就会造成穿孔等。如果水体的流速较快时，此时就会遭受着腐蚀和冲刷的双重作用，此时的腐蚀速度更高，更容易引起管道的穿孔等。上述几种因素都会引起埋地天然气管道的腐蚀，不仅影响了天然气的正常输送，同时还降低了管道的使用年限，增加了企业的维护成本。
3天然气管道工程的关键防腐技术介绍
3.1阴极防腐技术
阴极防腐技术的主要技术原理是通过加设电流转化天然气的电极，以阻止电化学腐蚀。首先在容易产生电化学腐蚀的管道工程处加设电流，将天然气转化为阴性极端，以防止金属电离子转移。此种防腐技术主要有两种操作手段，第一，将带有强大负电位且该负性电位远大于传输管道的金属连接到管道外部，使该金属表面处于腐蚀状态，以此保障管道工程不受腐蚀；第二，向天然气管道中引入直流电以促使腐蚀向阳极转化，以保证运输管道不发生腐蚀反应。此种阴极防腐技术绿色环保，防腐性能较强且不会影响天然气运输的质量，是当前应用较为广泛的防腐技术之一，在天然气管道工程的防护中发挥了重要作用。
3.2涂层外防腐技术
涂层外防腐技术便是这样一种通过在管道上涂抹涂料来隔断管道与氧气接触的防腐技术，下面文章根据涂料的不同来分别介绍几种常见的涂层外防腐技术。第一，无机非金属涂料。此种涂料主要表现为搪瓷、玻璃等绝缘涂料，一般来说将这些绝缘涂料涂抹在天然气管道的外层上可以阻断天然气管道与空气的化学反应、保证管道上的金属离子处于稳定状态，提高天然气管道的防腐蚀能力并延长其使用时间，此种防腐涂料在钢制天然气管道中应用尤为广泛。第二，环氧涂层。此种环氧涂层较之无机非金属涂料而言，其防腐性能更好，可以适用的天然气管道的种类也更为丰富，几乎可以应用于所有材质的管道工程的防腐，但是此种涂层的制作和调配也更为复杂。第三，改性涂层。此种改性涂层是涂层外防腐技术的所有涂料应用中最为先进的一种，此种涂料应用纳米技术临界处理有机材料和无机材料，使之应用于天然气运输管道工程中，改性涂层不仅有强大的防腐性能，能够提到天然气管道工程的防腐蚀能力，同时还有强大的防水能力，可以进一步延长管道的使用寿命。
3.3 缓蚀防腐技术
所谓缓蚀防腐技术就是在建设天然气管道工程时向管道内放置一定数量的缓蚀剂，此种缓蚀剂能够防止管道内的腐蚀反应，提高管道的防腐蚀能力。缓蚀防腐技术天然气管道工程防腐技术中的基础技术，几乎所有的管道工程都会应用这一防腐蚀技术来延长管道的使用寿