天然氣管道輸送過程中管道防腐的研究及防腐方法

（西氣東輸銀川管理處 寧夏 750000）

1.天然氣管道輸送過程中管道腐蝕的分析

(1)管道腐蝕的成因

①土壤腐蝕和管道腐蝕。在天然氣管道的腐蝕影響因素中，土壤是一種關(guān)鍵因素，由于土壤屬于液、固和氣三相的多孔性膠質(zhì)體，空隙中存在著一定的水和氣，由于水中含有一定的鹽分，也就使得土壤的離子導電性非常突出。天然氣管道在輸送天然氣的過程中，不同區(qū)域土壤條件不同，且管道每一部分的金相結(jié)構(gòu)也存在著巨大的差異，也就產(chǎn)生了電化學電流，這一腐蝕電流對于管道存在著嚴重的腐蝕，易引發(fā)管道的土壤腐蝕[1]。一些天然氣管道為長輸埋地管道，這類管道在施工時往往都會進行防腐層設(shè)計，以通過防腐層來有效避免管道的土壤腐蝕，但是，在實際的施工過程中，一些不當?shù)牟僮餍袨榭赡軙е路栏瘜颖黄茐模y以起到隔離作用。

②大氣腐蝕和細菌腐蝕。外部環(huán)境因素同樣可能會引起管道腐蝕，首先，大氣中有一定含量的水蒸氣，而管道表面多以金屬材質(zhì)為主，在外界環(huán)境作用下，水蒸氣或在金屬表面凝結(jié)，形成水膜，此水膜可以溶解空氣中的氣體和雜質(zhì)，在此溶解過程中，水膜相當于電解液，此反應過程會引起管道的化學腐蝕[2]。其次，氣候條件同樣會造成天然氣管道的腐蝕，如果管道所經(jīng)過區(qū)域長期處于晴朗天氣，那么管道的運行環(huán)境相對較好，而在陰雨天氣下，管道處于潮濕環(huán)境下，空氣濕度較高，發(fā)生管道腐蝕的幾率將相對較高，腐蝕的速率也非常快。最后，細菌同樣會導致管道腐蝕，比如，硫酸鹽還原菌、鐵細菌、氧化菌等都會加大管道腐蝕威脅。

(2)管道腐蝕的形態(tài)

①點蝕。點蝕是管道腐蝕的一種形態(tài)，在管道中屬于局部腐蝕現(xiàn)象，多呈現(xiàn)出點狀、針狀和小孔狀。各類管道工程中，由于管道多輸送的是氣體和液體類物質(zhì)，當出現(xiàn)了點蝕情況以后，將會給管道造成極大的安全威脅，且由于點蝕的特征，往往很難被人們發(fā)現(xiàn)[3]。天然氣資源在管道輸送過程中出現(xiàn)“冒、跑、滴、漏”的現(xiàn)象，可能是由點蝕現(xiàn)象所引起的，將會誘發(fā)嚴重的事故。在天然氣管道工程中，為了避免出現(xiàn)此類的腐蝕情況，往往會在管道防腐處理之前，著重對管道金屬表面、焊縫邊的尖角、毛刺等加以有效處理。

②均勻腐蝕。均勻腐蝕同樣是天然氣管道腐蝕的重要表現(xiàn)，其主要表現(xiàn)為表面的大面積、均勻腐蝕，在一些全部暴露的金屬管道中較為常見，一般是由于管道金屬表面和腐蝕介質(zhì)直接接觸所引起的。

③絲狀腐蝕。在管道保護膜下方位置處，極易發(fā)生絲狀腐蝕，這一種腐蝕是與其他腐蝕所不同的，如果要在天然氣管道中有效預防此類腐蝕現(xiàn)象，就需要做好管道的防腐層設(shè)計和處理。

2.天然氣管道腐蝕的影響因素

（1）鋼管內(nèi)表面預處理。天然氣管道為鋼管，在施工處理的過程中，必須要做好鋼管表面的預處理，管道內(nèi)壁必須要做好清洗處理，以避免內(nèi)壁上油污、介質(zhì)、塵垢等各種位置的存在，一旦這些物質(zhì)沒有得到有效的處理，將會增大管道的腐蝕威脅[4]。根據(jù)有關(guān)資料顯示，在天然氣管道中，內(nèi)表面雜質(zhì)的處理效果將會影響到涂層的質(zhì)量，如果處理不到位，管道壁起皮、氣泡、結(jié)塊等現(xiàn)象都是不可避免的，勢必會影響涂層對管道的保護。埋地管道防腐處理要求如表1所示。

表1 埋地管道（普通鋼材、鑄鐵）防腐要求

（2）涂層材料質(zhì)量。雖然涂層是提高管道防腐性能的一個重要因素，但是，市面上的涂層材料非常多，不同的材料存在著性能、質(zhì)量的較大差異。在當前的天然氣管道工程建設(shè)施工領(lǐng)域，對于涂層并未形成統(tǒng)一的標準，在涂層材料的選擇過程中，相關(guān)人員需充分考慮管道材料、天然氣組分、溫度等綜合性條件，保障涂層材料的有效應用。比如，對于處于比較潮濕環(huán)境下的天然氣管道，涂層材料最好選用環(huán)氧酚醛型或者環(huán)氧型材料；當天然氣中的含硫成分較高時，環(huán)氧型涂層材料應用效果最佳。

（3）涂裝工藝。涂裝工藝同樣會影響管道的防腐性能，一般情況下，在天然氣管道工程中，涂裝工藝的選擇應該充分考慮涂層材料和結(jié)構(gòu)因素。通常，手工涂裝的效果相對較差，往往需要對焊道加以著重處理。涂裝工藝應用不當同樣會使得管道的防腐處理不當，涂裝工藝應用時，要盡量保持涂裝的連續(xù)性。在表面處理結(jié)束以后，依次按照底層、中間層的順序，來保障涂裝效果。但是，在實際的處理過程中，常常存在著很多的不當操作和施工行為，影響了涂層防護作用的實現(xiàn)。

（4）天然氣組分。天然氣管道在輸送天然氣的過程中，管道防腐蝕性同樣會受到天然氣組分的影響，天然氣的組分比較多，其中含有硫化氫、二氧化碳、水分等，而這些成分是引起管道腐蝕的直接原因。

3.天然氣管道輸送過程中的常用防腐方法

（1）防腐涂料。天然氣管道的防腐處理中，防腐涂料的應用是為了在管道表面形成一層防腐層，隨后利用防腐層來隔絕管道與外部其他因素，發(fā)揮防腐涂料對管道的保護作用。從防腐涂料在天然氣管道防腐方面的應用原理來看，天然氣管道和周邊腐蝕因子經(jīng)由防腐材料可以有效隔離開，提升了管道的防腐性能。但是，如果在天然氣管道的防腐處理過程中，要利用防腐涂層取得良好的效果，必須要保障防腐涂料的質(zhì)量，結(jié)合管道的防腐要求，選擇高性能的致密、防水和介電性涂料[5]。當然，由于天然氣管道的防腐性能還會受到周邊環(huán)境因素等的影響，因此，在防腐涂料的選用上，同樣需考慮溫度條件、涂料的化學穩(wěn)定性。在當前的防腐涂料市場上，多以復合型材料為主，不同的防腐涂料有著不同的性能要求，只有保障了涂料選擇的合理性，才能夠保障防腐處理效果。

在天然氣輸送管道中，防腐涂料更多地應用于管道內(nèi)側(cè)和外側(cè)，這是為了有效發(fā)揮防腐涂料的價值。根據(jù)防腐涂料在管道內(nèi)側(cè)的應用，可以使得天然氣在輸送過程中保持較高的流暢性。在管道外側(cè)的防腐涂料應用時，能夠在管道外層形成一層保護層，該保護層能夠有效實現(xiàn)對管道的腐蝕，避免各種因素對管道所造成的不利影響，因此，外部防腐層的設(shè)計能夠大大提升天然氣輸送的安全性和高效性。

（2）陰極保護。在當前的天然氣管道工程項目實施過程中，犧牲陽極陰極保護、外加電流都是應用十分良好的防腐技術(shù)，能夠大大提升管道的防腐蝕性能。外加電流陰極保護技術(shù)下，通過直流電流的布設(shè)，使得天然氣管道可以有效連接起來，在管道周邊也就形成了自我保護，在天然氣管道較長且管口較大時，外加電流保護技術(shù)的應用效果將是十分突出的[6]。在天然氣管道中，如果采用的犧牲陽極陰極保護方法，就需要結(jié)合天然氣管道的具體分布特征，在周邊進行陽極裝置的科學布設(shè)。總之，無論在天然氣管道防腐處理中采用的是何種的陰極保護技術(shù)，都要使得管道材料保持良好的電連續(xù)性。

（3）防腐管理信息化。近年來，在信息時代到來以后，天然氣管道的防腐處理也面臨著新的技術(shù)難度，在管道的防腐處理的過程中，同樣需要加強防腐管理的信息化，在管道防腐中引入信息技術(shù)，是當前天然氣管道輸送中關(guān)注的重點問題。在將信息技術(shù)應用于管道防腐中以后，就可以直接通過信息技術(shù)、系統(tǒng)化管理模式來進行防腐控制，從而保障防腐處理的有效性，最大程度上降低管道腐蝕危害。防腐管理信息化中，最為關(guān)鍵的是要進行數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，在數(shù)據(jù)庫中要涵蓋天然氣管道布設(shè)情況、防腐需求與防腐處理情況，通過數(shù)據(jù)庫中各種防腐信息的整合，來指導實際的防腐工作。

4.結(jié)束語

在當前天然氣資源的推廣過程中，管道腐蝕現(xiàn)象嚴重限制了天然氣資源的有效利用，因此，在天然氣管道輸送過程中，加強對管道的防腐處理和設(shè)計極為重要，相關(guān)人員在管道防腐處理中，需結(jié)合誘發(fā)管道腐蝕現(xiàn)象的原因，采取恰當且有效的防腐技術(shù)和手段，提升管道的防腐性能。