天然氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題分析

王曉影(江西省天然氣投資有限公司，江西 南昌 330000)

0 引言

通常情況下，在天然氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，其管道經(jīng)常會(huì)面臨各種腐蝕問(wèn)題的產(chǎn)生，而導(dǎo)致腐蝕問(wèn)題產(chǎn)生的原因比較多，一般主要體現(xiàn)在了外部環(huán)境、溫度、地下水位以及施工技術(shù)等多個(gè)方面。因此，為了保證天然氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程安全性，一定要對(duì)管道腐蝕問(wèn)題產(chǎn)生的原因進(jìn)行明確，并及時(shí)采取有效的防腐措施，從而才能在更大程度上避免管道腐蝕問(wèn)題的產(chǎn)生。

1 天然氣管道的腐蝕類型

1.1 管道外部腐蝕

對(duì)于天然氣管道外部腐蝕現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，就是在管道表面出現(xiàn)了不同程度的腐蝕問(wèn)題，通常情況下主要體現(xiàn)在地下管道或者是架空管道中。一般當(dāng)架空管道出現(xiàn)了腐蝕問(wèn)題時(shí)，主要是因?yàn)槭艿搅嘶瘜W(xué)現(xiàn)象的影響，從而對(duì)管道帶來(lái)了一定的損害，這種現(xiàn)象通常不會(huì)導(dǎo)致腐蝕漏氣問(wèn)題的出現(xiàn)。但是，在地下管道中電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生概率比較高，所以很有可能會(huì)引發(fā)管道泄漏問(wèn)題的產(chǎn)生。

1.2 管道內(nèi)部腐蝕

與外部腐蝕現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于管道內(nèi)部腐蝕現(xiàn)象而言，主要是受到了化學(xué)元素的影響。通常情況下，天然氣在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)帶有一定的水分，長(zhǎng)時(shí)間這些水分會(huì)在管道內(nèi)部形成一層親水膜，從而造成在管道內(nèi)部出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。其次，在天然氣當(dāng)中還涉及到了非常多的化學(xué)物質(zhì)與氣體，所以也會(huì)對(duì)管道內(nèi)部帶來(lái)一定的腐蝕影響[1]。

2 天然氣儲(chǔ)運(yùn)管道腐蝕問(wèn)題產(chǎn)生的原因

2.1 受外部環(huán)境的影響

通常情況下，在天然氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，當(dāng)管道出現(xiàn)了腐蝕問(wèn)題時(shí)，主要與穩(wěn)定、腐蝕性介質(zhì)、介質(zhì)物理性狀以及施工技術(shù)等方面有著密切的聯(lián)系。因?yàn)樵诓煌赜蛑校洵h(huán)境之間具有非常明顯的差異，這就造成土壤內(nèi)部各元素之間也存在差別，在土壤當(dāng)中含有一定的微量元素，而酸性與堿性介質(zhì)占據(jù)比例比較大，這些腐蝕性介質(zhì)的存在，是造成管道出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的重要原因。另外，在土壤當(dāng)中涉及到了一定的水分，而水分當(dāng)中會(huì)包含一定的氧化物質(zhì)，當(dāng)土壤中的水分與地下水位發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)在很大程度上提升管道腐蝕速度，同時(shí)也會(huì)對(duì)管道表面質(zhì)量帶來(lái)一定的破壞現(xiàn)象。

2.2 受天然氣雜質(zhì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

天然氣的成分非常復(fù)雜并含有雜質(zhì)，各雜質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不同，從而使管道會(huì)受到不同的影響。當(dāng)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致管道金屬元素晶格結(jié)構(gòu)受到一定的破壞問(wèn)題，從而影響到管道保護(hù)層。當(dāng)管道保護(hù)層失去作用之后，就會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題。

2.3 防腐防護(hù)工作不到位

結(jié)合相關(guān)的研究結(jié)果可以了解到，當(dāng)管道表面防腐層失效之后，會(huì)在很大程度上提升腐蝕問(wèn)題發(fā)生概率。結(jié)合具體的物理方法，將防腐層與管道之間進(jìn)行有效融合，但是，天然氣在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)面臨各種化學(xué)反應(yīng)問(wèn)題的產(chǎn)生，并且融合之后的防腐層也會(huì)參與到反應(yīng)過(guò)程中，最終在管道內(nèi)部出現(xiàn)非常嚴(yán)重的脫落問(wèn)題。這時(shí)管道金屬會(huì)暴露在天然氣當(dāng)中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，會(huì)對(duì)管道金屬材料帶來(lái)非常嚴(yán)重的消耗現(xiàn)象，同時(shí)造成防腐層的實(shí)際作用得不到充分發(fā)揮。

3 天然氣管道防腐技術(shù)

3.1 管道噴涂防腐技術(shù)

針對(duì)天然氣儲(chǔ)運(yùn)中管道腐蝕現(xiàn)象，首先，可以通過(guò)對(duì)管道噴涂防腐技術(shù)的利用，對(duì)埋地天然氣管道腐蝕問(wèn)題進(jìn)行合理解決。將單層熔結(jié)環(huán)氧粉末作為涂層，然后將改性熔結(jié)環(huán)氧粉末作為防護(hù)層，在對(duì)雙層防腐技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，有利于防腐蝕能力的不斷提升。另外，在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行使用時(shí)，有助于在管道外部形成耐高溫和抗沖擊的體系，這對(duì)于提升管道方程機(jī)械性能有著非常重要的作用。其次，通過(guò)對(duì)熱噴涂防腐技術(shù)的充分利用，可以在管道內(nèi)部產(chǎn)生一定的隔離效果，通常情況下，在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，需要將鋁和鋅噴涂在金屬表面，在此基礎(chǔ)上可以形成相應(yīng)的防腐涂層，并且保證具有非常強(qiáng)的附著力。最后，還可以利用聚脲彈性體材料，然后對(duì)管道防腐涂層進(jìn)行噴涂，因?yàn)榫垭鍙椥泽w材料本身具有非常好的連續(xù)性與致密性等特點(diǎn)，通過(guò)這些優(yōu)勢(shì)作用的發(fā)揮，可以避免外界腐蝕物質(zhì)進(jìn)入到管道當(dāng)中。另外，噴涂防腐技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中還能發(fā)揮出非常好的防腐性能，所以，即便在溫度變化的情況下，也能體現(xiàn)出非常好的適應(yīng)性[2]。

3.2 外加電流陰極保護(hù)技術(shù)

在對(duì)外加電流陰極保護(hù)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，就是通過(guò)直流電源與輔助陽(yáng)極，從而對(duì)土壤電流流向起到一定的控制作用，最終可以對(duì)土壤中的電流起到一定的保護(hù)效果，這時(shí)受到保護(hù)的金屬點(diǎn)位就能低于周邊環(huán)境，有效防止金屬出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)外加電流陰極保護(hù)技術(shù)的充分利用，可以保證在金屬的表面，不會(huì)出現(xiàn)陰極或者是陽(yáng)極現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)介質(zhì)的充分利用，可以將電流直接傳輸?shù)奖槐Ｗo(hù)結(jié)構(gòu)物的表面。另外，如果是將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到埋地天然氣管道保護(hù)工作中，需要將碳質(zhì)回填料分別填充在陽(yáng)極的周邊，這時(shí)在地下就可以形成一個(gè)陽(yáng)極地床。通常情況下，在對(duì)回填料進(jìn)行選擇的過(guò)程中，與陽(yáng)極使用年限之間有著非常密切的聯(lián)系。因此，一般都會(huì)選擇使用石墨顆粒或者是冶金焦炭等物質(zhì)，通過(guò)這種方式有助于在一定程度上降低地床的接地電阻。結(jié)合目前的實(shí)際情況進(jìn)行分析，我國(guó)在對(duì)埋地天然氣管道采取相應(yīng)的保護(hù)措施時(shí)，一般都是選擇使用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)來(lái)進(jìn)行，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，需要將直流電流引入到管道中，最終使管道出現(xiàn)陰極化現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的充分利用，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)輸出的電流進(jìn)行合理調(diào)整，從而對(duì)大面積管道起到一定的保護(hù)作用。另外，在對(duì)外加電流陰極保護(hù)技術(shù)進(jìn)行使用時(shí)，目前所涉及到的工程規(guī)模逐漸擴(kuò)大，從而投資比例開始相對(duì)減少，一般不會(huì)受到土壤電阻率的影響。但是，這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)也會(huì)存在一定的缺陷，主要是因?yàn)闀?huì)對(duì)周邊金屬構(gòu)造物帶來(lái)一定的電磁干擾現(xiàn)象，這就需要開展相應(yīng)的電源維護(hù)管理工作。

3.3 緩蝕劑防護(hù)技術(shù)

為了有效避免管道腐蝕問(wèn)題的產(chǎn)生，加強(qiáng)管道內(nèi)部防腐工作也有著非常重要的作用。結(jié)合目前的實(shí)際情況來(lái)看，現(xiàn)有的管道內(nèi)部防腐技術(shù)類型比較多，其中應(yīng)用比較廣泛的是管道緩腐劑，并且最終可以取得非常好的使用效果。通過(guò)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，主要是可以對(duì)管道腐蝕速度起到非常重要的控制作用，從而在一定程度上增加管道使用年限，不但見效比較快，并且還能減少成本方面的投入，在操作流程上具有一定的簡(jiǎn)潔性。基于原理角度上進(jìn)行分析，主要是通過(guò)緩蝕劑分子極性基團(tuán)吸附作用的發(fā)揮，然后使緩蝕劑可以吸附在管道的表面，通過(guò)這種方式可以促進(jìn)金屬表面電荷狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而促進(jìn)腐蝕反應(yīng)活化程度可以在原來(lái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)提升。另外，對(duì)于緩蝕劑來(lái)說(shuō)，其中涉及到了一定的非極性基團(tuán)，可以在金屬表面產(chǎn)生相應(yīng)的保護(hù)膜，通過(guò)這種方式能對(duì)電荷轉(zhuǎn)移起到一定的控制效果，從而有效降低管道的腐蝕速度。針對(duì)于緩蝕劑的吸附作用，通常可以劃分為物理吸附作用與化學(xué)吸附作用兩種形式，一種是電荷產(chǎn)生的靜電吸引力，另外一種是分析與金屬配位鍵產(chǎn)生的作用。

4 應(yīng)用防腐措施時(shí)的注意內(nèi)容

4.1 防腐材料

通常情況下，在對(duì)防腐技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，防腐材料屬于其中非常重要的組成部分，所以，在天然氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐工作中，一定要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)防腐材料進(jìn)行合理選擇。首先，需要保證所選擇的防腐材料在強(qiáng)度、焊接性以及韌性等方面可以達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。其次，在天然氣儲(chǔ)運(yùn)方面，還需要保證管道材料能體現(xiàn)出非常明顯的持續(xù)性以及持久性等特點(diǎn)。一般在對(duì)防腐材料進(jìn)行選擇時(shí)，盡量選擇各方面性能都比較好的材料，一般主要體現(xiàn)在了透水性、電絕緣性以及土壤腐蝕性等幾個(gè)方面，只有這樣當(dāng)處于不同的施工環(huán)境中時(shí)，才能保證防腐材料作用的發(fā)揮[3]。

4.2 涂層成本與穩(wěn)定性

結(jié)合目前的實(shí)際情況來(lái)看，在天然氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐工作開展中，其防腐材料涂層成本與穩(wěn)定性，將直接影響到最終的管道防腐工作質(zhì)量。因此，對(duì)于相關(guān)的工作人員而言，首先需要對(duì)天然氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐工作實(shí)際情況進(jìn)行全面了解，并逐漸加強(qiáng)對(duì)科學(xué)技術(shù)的引入，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的思想觀念，樹立出一定的思想意識(shí)，從而對(duì)質(zhì)量方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，通過(guò)這種方式在一定程度上增加天然氣儲(chǔ)運(yùn)管道的使用年限。

4.3 國(guó)內(nèi)研發(fā)問(wèn)題解決方法

在中國(guó)天然氣管道防腐技術(shù)發(fā)展中，需要重點(diǎn)解決管道防腐涂層這一問(wèn)題。現(xiàn)如今，涂層價(jià)格一直呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，但是在質(zhì)量方面仍然還存在一定的缺陷，管道在國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力仍有待提升。因此，在對(duì)天然氣管道防腐技術(shù)進(jìn)行研發(fā)時(shí)，一定要加強(qiáng)各方面資源的投入，同時(shí)增加一定的物質(zhì)保障，保證最終所研制出的涂層材料，可以具有非常穩(wěn)定的使用性能。在天然氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，可以在更大程度上提升管道使用年限，從而促進(jìn)中國(guó)油氣管道防腐策略有效性可以實(shí)現(xiàn)明顯提升。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于管道儲(chǔ)運(yùn)工作而言，其涉及到的應(yīng)用范圍非常廣泛，并且最終可以實(shí)現(xiàn)非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在天然氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，因?yàn)樯婕暗降倪\(yùn)輸時(shí)間比較長(zhǎng)，同時(shí)管徑比較大，所以對(duì)于管道質(zhì)量以及安全性提出了非常高的要求。因此，一定要采取有效的天然氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐策略，對(duì)目前存在的腐蝕因素進(jìn)行明確，有效保護(hù)油氣管道安全性，從而在更大程度上提升管道的使用性能。