天然氣管道的腐蝕及控制措施

李棟

摘 要：天然氣的運輸質量和國民的生活以及國家的生產、經濟息息相關。其中管道是天然氣儲運過程中最重要的設備。延長管道的使用壽命、穩定管道工作是目前我國天然氣儲運行業中的一大難題，其中管道的腐蝕最為迫切，是需要被解決的問題之一。提高管道的抗腐蝕能力有助于延長管道壽命，穩定天然氣的儲運，還能保護相應設備的安全。因此，在防腐的過程中需要對腐蝕原因進行分類和分析，在此基礎上結合各項先進的技術，使用價格公道、質量過硬的材料，對天然氣管道的儲運加以保障，并且促進其發展。

關鍵詞：天然氣管道；腐蝕；控制措施

1 天然氣管道腐蝕的類型

1.1 外部腐蝕

天然氣管道的外部腐蝕就是管道表面所發生的腐蝕，這種腐蝕現象經常出現在地下管道以及架空管道上。通常而言，架空管道的腐蝕通常是由于化學腐蝕所造成的，因此對管道的損害不大，造成腐蝕漏氣的幾率不高。然而，地下管道經常會面臨電化學腐蝕，有可能產生管道泄漏的情況。

1.2 內部腐蝕

相比外部腐蝕，內部腐蝕現象主要和化學元素有關。在天然氣運輸的工程中往往伴隨著水分，這些水分久而久之就會在管道內壁上形成一層親水膜，對管道內部進行電化學腐蝕。另一方面，由于天然氣中含有各種各樣的化學物質和氣體，對管道內部也存在一定的腐蝕作用。

2 天然氣管道腐蝕的原因

2.1 大氣腐蝕

當天然氣管道暴露在大氣環境中時，由于管道中飽和的天然氣受到外界壓力的作用，其表面就會形成一層水膜，同時，氣體會對液體進行吸卷，引導水膜不斷前進，當水膜達到20～30分子厚度時，就會轉并成為電解液膜，造成化學腐蝕。當氣體的流動速度越快時，水膜針對管道的腐蝕速率也就越快。另一方面，當天然氣管道處于純凈的水膜中，就不會形成管道腐蝕的電解液膜，但大氣中的水分子通常含有各種腐蝕性化學分子，比如，水溶性鹽類和酸性物質。因此，大氣腐蝕是天然氣管道腐蝕的原因之一。

2.2 土壤腐蝕

在我國，大部分天然氣管道都是埋于地下。因此，土壤腐蝕就是管道腐蝕的另外一項重要原因。土壤中含有空氣、各種化學成分以及地下水，這些物質相互結合使其具備了電解質的特性。金屬管道在這些電解質物質中自然而然就成了腐蝕電池，并且由于天然氣管道的長度很長，所形成的腐蝕電池兩級之間的距離也能達到數公里。同時，在不同土壤環境中的管道腐蝕程度也不盡相同。有數據顯示，當土壤溫度處于25～30℃，酸堿程度在5～9時，土壤的腐蝕程度達到最大，對管道的腐蝕程度最嚴重。

2.3 微生物腐蝕

在常埋于地下的天然氣管道中，由微生物所引起的腐蝕也是十分常見的。如鐵細菌、硫桿菌、硫酸鹽還原菌等細菌。這些細菌與空氣中的氧氣形成化學反應，在短時間能形成大量的酸性膜附著在管道上，形成氧濃差腐蝕電池。與其他腐蝕原因相比，微生物的腐蝕程度以及速率都是最為嚴重的，每年因此都會產生龐大的經濟損失。因此，需要結合相應的化學依據治理天然氣管道的微生物腐蝕。

3 天然氣管道的腐蝕的控制措施

3.1 優化輸氣管道的運行參數

通過對天然氣進行凈化處理，除去其中的腐蝕成分，降低輸送介質對金屬管線的腐蝕速度。同時合理控制輸氣的參數，包括天然氣的壓力和溫度，促使氣流在管線中流動時，形成穩定的流束，防止介質的高速流動而加快管線的腐蝕速度，破壞金屬管線的防腐層，引起管線的腐蝕穿孔，給密閉集輸的系統帶來危害。

提高長距離輸氣管道的管理水平，建立自動化的管理體系，應用自動控制技術措施，實時監測金屬管道的腐蝕狀況，一旦由于管線腐蝕發生穿孔等事故，立即啟動事故應急處理預案，將損失降至最低。如應用SCADA系統，對管道輸氣進行實時監測管理，定期集氣管線的生產運行參數，及時調整管道的輸氣壓力和輸氣量，進行必要的調峰處理，滿足輸氣管道的技術要求。對發生故障的部位進行監督管理，及時啟動事故應急處理模式，降低由于事故造成的損失，不斷提高輸氣的效率。

3.2 對輸氣管線的內壁進行涂層處理

選擇耐腐蝕的金屬管線材質，對管線實施內壁的出砂處理，之后對其進行涂層，使金屬管線的內壁有一層保護膜，預防介質與管線內壁直接接觸，而產生嚴重的腐蝕。選擇最佳的防腐涂層材料，對涂層技術進行優化，保證涂層達到最佳的保護作用效果，才能有效地控制金屬管線內壁的腐蝕，延長其使用壽命。

3.3 對輸氣管線的外壁進行涂層處理

金屬管線外壁的處理相對比較容易一些，對其實施瀝青防腐處理，也可以對其進行保溫層的包裹，都能提高耐腐蝕的性能。應用三層PE保護層的涂層技術措施，提高燒結環氧樹脂保護的優越性，使金屬管線的外防腐絕緣效果更好。環氧瀝青技術的應用，也可以提高金屬管線外壁的防腐效果。在金屬管線的建設施工過程中，對防腐層進行保護，避免建設施工和管線連接過程中，損壞防腐層，而在輸氣管道使用過程中，發生嚴重的腐蝕，給長距離輸氣帶來危害。

3.4 陰極保護技術措施的應用

結合金屬管線的極性，選擇和應用陰極保護措施，使被保護的金屬管線成為陰極，而降低腐蝕的速度。無論犧牲陽極的陰極保護措施，還是外加電源的陰極保護措施，都能很好地保護金屬管線不被腐蝕，而延長輸氣管道的使用壽命，保證安全平穩輸氣。

通過建立陰極保護站，對陰極保護設施進行巡回檢查，保證達到陰極保護的作用效果。應用各種自動化的控制措施，實時檢測管線的運行狀況，對管線的建造施工質量進行驗收，如果出現不合格的防腐涂層狀況，進行及時的補修措施，保證管線的防腐等級達標。

3.5 防腐材料

在天然氣管道防腐技術中心，防腐材料質量的好壞直接決定防腐措施的效率，在選擇防腐材料時，需要選擇質量過硬、價格公道的材料。在保證防腐材料的強度、韌性、焊接性能的同時，還要保證其持久性 以及可維護性。此外，選擇防腐材料時需要考慮多方面因素，如是否漏水、絕緣等，保證其能夠在各種環境下進行良好的防腐蝕工作。

結束語

長距離天然氣輸氣管道一般埋藏于地下，結合地層土壤的狀況，極易導致金屬管道的腐蝕，而出現穿孔泄漏的狀況，影響到天然氣的正常輸送，嚴重的情況甚至導致環境污染事故，給人類的生產和生活帶來危害。應強化輸氣管道的腐蝕管理，延緩腐蝕的速度，提高長距離輸氣管道系統的服役年限，以降低輸氣的成本，提高天然氣生產企業的經濟效益。

參考文獻

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