長輸天然氣管道腐蝕的形成與防腐保護措施探析

黎延志（安徽省天然氣開發股份有限公司，安徽 合肥230000）

0 引言

隨著經濟和社會的不斷發展，國民的生活水平也日益提高，天然氣已經廣泛應用于現代化的工業生產中，為人們的日常生活提供一定便利。在現階段，天然氣長距離廣道輸送是天然氣輸送的主要方式，也是唯一方式。長輸天然氣管道建設位置多是在于野外，或者是埋于地下、深入海洋及架空敷設，需要頻繁穿過高山、湖泊、公路及不同地理、地貌的環境。再加之，長輸天然氣管道具備供氣連續不間斷、運輸距離長、運輸量大、壓力高等特點，因此，長輸管道在運行過程中極容易受到及氣候及環境等影響，極易發生腐蝕現象。據調查，每年因為天然氣管道腐蝕而帶來的經濟損失非常巨大，且因為腐蝕作用導致天然氣發生一定損壞，從而產生爆炸現象，也嚴重威脅人們的日常生活安全。

1 長輸天然氣管道造成腐蝕的原因

1.1 管道內部問題

在運輸過程中，因為管道內壁與輸送介質之間接觸過于嚴密，而輸送物質因為含有一些如二氧化碳、水合物等混合物質，在運輸過程中，隨著運輸速度、流速、溫度壓力的變化，更加重了其內在的腐蝕。主要原因是：第一，在運輸過程中，因為長輸天然氣管道具有運輸量大、運輸過程不停止等特點，并且因為輸送環境在高溫高壓之下，會對酸性氣體的活性和運動能力達到一個激發作用，這嚴重加劇了其內部的腐蝕程度。第二，當管道中含有二氧化碳、水等混合物時，一定程度下，這下雜質會與金屬管道產生化學反應，從而加劇天然氣內部腐蝕。第三，天然氣管道在實際輸送過程中會出現自由液體，從而會造成管道內部固、液、氣共存的化學現象，會加劇管道內部的腐蝕率，并且一定程度上會使管道彎型發生物質沖擊。除此之外，因為在實際天然氣內部管道施工過程中，所涉及的范圍非常廣闊，并且要考慮的因素也是非常的多，有關管道設計人員也很難面面俱到，在加之目前我國在天然氣領域的管道維修及技術人員非常的匱乏，而且天然氣公司內在的預防腐蝕制度也有待完善，這也是加深管道內部腐蝕的重要因素之一。

1.2 管道外部因素

1.2.1 土壤腐蝕

土壤腐蝕是引起天熱管道的主要腐蝕重要原因之一，尤其是針對于土壤中存在不同的管道金相結構，很容易與管道中的金屬產生化學反應，并出現腐蝕性電流和電解質等情況，日積月累更加重了其土壤腐蝕的惡化。一般情況下，埋在土壤中的管道外壁會加以防腐處理，在防腐層的作用下，能夠起到一定防腐蝕作用。但是由于天然氣管道是無休息運作的，在加之管道在建設過程中難免會出現磕碰情況，長此下去，外壁的防腐物質會不斷與土壤融合或者出現脫離等現象，會嚴重加劇了外壁防腐層的破壞，從而導致管道外壁與土壤中含有腐蝕性的物質直接接觸，從而造成腐蝕現象。據統計，每年因為土壤腐蝕所引起的長輸天然氣管道腐蝕想象頻發，而且要遠遠高于其它腐蝕因素所帶來的危害，也嚴重的阻礙了天然氣正常的運輸，因此有關部門一定要高度采取重視，將土壤腐蝕所引起的天然氣腐蝕現象降到最低。

1.2.2 大氣腐蝕

當在中高空地理環境建設天然氣運輸管道時，因為管道直接接觸大氣層，大氣層中含有的水膜及水溶性堿性氣體會加重管道外壁的水膜的腐蝕效果，一方面是因為管道外壁在空間的稀薄度與壓力情況下，產生一層極薄且無法可視化的水膜，在水膜達到一定厚度范圍后，既會產生電化學腐蝕中的電解液膜，在化學作業下，管道外壁會與這層電液膜產生化學反應，從而出現腐蝕現象。另外，由于自然條件風吹雨打、烈日臺風等作業下，一定程度損壞了管道外壁，損壞后的管道外壁會與大氣中形成的堿性氣體產生腐蝕現象，從而更加劇了天然管道的腐蝕。因此，大氣腐蝕是長輸天然氣管道腐蝕的常見現象，目前，因為科技水平受到一定制約，我國對于大氣腐蝕所采取的相關措施還不夠完善，相關部門務必要制定科學的預防制度，防患于未然，將大氣所引起的天然氣管道腐蝕想象降到最低。

1.2.3 微生物腐蝕

微生物腐蝕是天然氣管道常見的腐蝕現象，是一種電化學腐蝕，即由于因為微生物影響的腐蝕及微生物所產生的腐蝕。其本質是由于長埋于地下的天然氣管道與管道內的微生物之間產生直接接觸，從而在微生物的作用下與管道內外壁之間產生一定的化學反應，導致腐蝕現象的形成。據統計調查，每年因為微生物腐蝕長輸天然氣管道所消耗的經濟損失非常巨大，因此加強對于微生物的防治和調查已經是亟待解決的問題。

1.2.4 海水腐蝕

海洋中所蘊含著豐富的天然氣資源，因此海洋中的天然氣防腐也是極為重要的。海水腐蝕是海洋環境中發生的腐蝕現象，因為海水本身是一種較強的腐蝕介質，在加之海洋中所具有的微生物及附著生物所代謝的產物會導致腐蝕現象發生。而且海洋中的波浪及潮流會對管道外壁產生反復沖擊，也會直接或間接的加劇其天然氣管道的腐蝕過程。

2 長輸天然氣管道防腐預防措施

2.1 建設初期防腐措施

每一個技術人員都應該事先做好防范，不能“臨渴掘井”。在當下建設初期防腐保護措施中，大多數技術人員對在天然氣運輸管道的內壁與外壁進行防腐涂層施工，這是基于目前最為常用的預防措施。立足于此，大多數采用噴砂的方式來對管道進行防腐涂層施工，并且結合氣候地理環境等因素，去除材料表層的凹凸程度，從而使防腐達到一定鞏固效果。另外，在焊接處理時，一定要謹慎操作，掌握焊接方法，保證焊接角度和焊接程度都能準確的嚴格控制，從而防止安全隱患現象的發生。除此之外，還要加強輸氣階段預防措施，從而保證輸氣現場安全穩固。

2.2 實際操作階段預防措施

2.2.1 失陽極造陰極的保護措施

失陽極造陰極的實施原理具有非常的簡單性、容易性，其原理是利用其中的化學反應來達到減緩腐蝕的作用。基于上文，我們了解到管道外壁一般都附著著金屬材料，且比管道金屬因子更為活躍。在一定溫度和壓力之下，管道金屬和其中的金屬材料發生化學反應，利用水蒸氣和電解質共同作用則形成了一層原性電池。原性電池暴露在腐蝕物質中，電池的陽極則為金屬，被腐蝕物質所腐蝕，而陰極則為運輸管道，避免接觸腐蝕物質，被保護了起來。需要注意的是，在進行此項預防措施時，一定要對管壁厚度、管道長度、氣候條件、溫度變化加以觀察和研究，使活躍金屬能夠安放在合理位置，并且最大程度保證其用量。

2.2.2 外加電源的陰極保護措施

外加電源的陰極保護措施在具體應用中較少，除非是特殊緊急的情況。某種意義上來，該預防措施使用方式是為“簡單粗暴”。因為天然氣具有易燃易爆的特點，所以針對于這種措施使用較少。其本質是為了保護管道外壁，而增加金屬管道的外壁電源。而且在使用時，需要結合管壁厚度及所處地理環境等等，對具體設施電壓數及電流量加以設置，使用綜合成本遠遠要高于上述的失陽極造陰極的保護措施。而且在使用過程中，對于技術人員的技術能力要求較高，因為在增加外壁電源時，很難保證電流的設置符合安全系數，也對技術人員的安全造成一定威脅。

3 結語

綜上所述，目前針對于天然氣長輸管道的防腐技術還有待加強和改善，這就要求相關部門針對于天然氣長輸管道容易發生的腐蝕現象，做好未雨綢繆，并采取不同的措施以來解決相應的腐蝕問題，大力的加強對于防腐技術的研究和完善，最大限度的防止長輸天然氣管道的腐蝕，從而保護其經濟效益及人民日常安全。