天然气管道内减阻涂层防腐研究

天然气管道内减阻涂层防腐研究

郭俊君

新疆庆华能源集团有限公司 新疆伊犁 835000

摘要：近年来,我国经济与社会持续发展,人们的生活水平有很大的提升,对天然气资源的需求量更大,天然气的供应要加强。在天然气的开发环节,要利用管道进行资源的输送,长输管道是最主要的输送方式。在输送过程中,受天然气自身及外部因素的持续影响,管路腐蚀比较严重,不仅造成资源的损失,还会导致比较严重的安全事故。因为长输管道的输送线路比较长,需持续长时间、大量输送天然气资源,所以应该结合实际情况做好管道的防腐施工,更好地保证管道输送的安全性,满足人们的使用需要,确保管道输送更加安全与稳定,有效促进社会的发展和进步。针对该问题，本次研究在对内减阻涂层防腐技术进行综合分析的基础上，对防腐材料进行了对比优选，最终确定出一种可用于内减阻涂层的防腐材料。

关键词：天然气管道；防腐技术；涂层；材料运用

1、天然气管道内减阻涂层防腐技术要求

1.1防腐涂层具有较强的剪切强度

管道运行一定时间后，需要对其进行清管作业，如果防腐材料的剪切强度相对较差，则容易出现防腐材料脱落问题，防腐材料脱落以后不但会使管道的内腐蚀速率增加，脱落的防腐材料还可能随着天然气进入到过滤器中，此时就会引发过滤器堵塞问题，同时，脱落的防腐材料还会对天然气的质量产生严重的影响。

1.2防腐涂层具有较强的耐压和黏结强度

相对于原油管道而言，天然气的输送压力相对较高，管道沿线的压力变化相对较大，在压力快速变化的前提下，一般的防腐材料可能会出现起泡和脱落问题，根据相关专家的研究结果，当防腐材料出现起泡问题后，天然气的输送效率将严重下降，因此，天然气管道内部最好可以选用热固性涂层，该种类型的涂层材料抗压能力和黏结强度都相对较强，能有效降低管道内出现涂层爆皮问题和剥离问题的概率[2]。

1.3具有湿态附着力

对于天然气管道而言，由于管道沿线的温降相对较大，所以在管道沿线可能会出现液体析出问题，在管道沿线的低洼位置处，大量的液体聚集，聚集的液体会对涂层产生严重的影响，进而造成防腐材料黏结力下降问题，因此，在选择防腐材料的过程中，还要求防腐材料具有较强的湿态附着力。

1.4涂层表面光滑且具有一定的致密性

当天然气管道内壁相对较为光滑时，能使得天然气的输送效率大大提升，这也是增加天然气输送、增加压缩机站距离以及降低压缩机组数量的根本措施，可以为天然气管道运营企业创造更大的经济效益。从物理的角度分析，当天然气管道内的介质流动状态进入到紊流的阻力平方区时，管道内壁的粗糙度将会直接影响天然气流动的阻力系数，因此，在选择防腐材料的过程中，首先需要保证防腐材料表面光滑的状态，同时最好可以具有一定的致密性，这样能有效地提高防腐材料的使用周期。

1.5具有耐磨性

我国天然气管道内的防腐材料厚度都在250μm以下，在天然气输送的过程中，天然气中可能会存在直径相对较小的固体颗粒，会对管道内的防腐材料产生冲刷，进而使得防腐材料出现严重的磨损以及脱落问题，因此，在选择防腐材料的过程中，最好可以选择具有耐磨性的材料，防止出现防腐材料因磨损问题而失效的状况。

1.6化学稳定性强度

我国部分区域输送的天然气并不纯净，在天然气中含有大量的硫化氢、二氧化碳等腐蚀性物质以及重质烃类组分，这些物质可能会对防腐材料产生化学影响，因此，防腐材料必须具有很强的化学稳定性，对于酸碱类物质以及高压气体必须具有很强的抗渗透能力[3]。

1.7耐热性强

对于天然气管道而言，基本都会在内壁和外壁上增设专门的防腐材料，一般采用的都是向内后外的防腐材料涂装技术，在对内防腐材料进行涂装作业的过程中，需要使用250℃的高温，涂装作业时间大约在30min左右，这就要求内防腐材料必须具有很强的耐热性，否则在进行涂装作业的过程中，防腐材料会由于过度烘烤进而出现老化分解问题，此时防腐材料的性能将会严重降低。

2、天然气管道内减阻涂层防腐材料对比选择

由于天然气在输送的过程中可能会析出一定量的水分，再加上天然气中含有一定量的腐蚀性成分，这部分成分溶于水中会对管道内壁产生一定的腐蚀，为了保障天然气管道的运营安全，十分有必要在内减阻涂层上增设一层防腐材料，但是受到内减阻涂层以及天然气输送条件的影响，对防腐材料的要求相对较高。

2.1双组分液体环氧涂料

双组分液体环氧涂料类型的防腐材料主要是以环氧树脂作为主要的防腐材料，然后使用胺类物质作为固化剂，该种类型的防腐材料主要具有四大特点：①附着力相对较好；②耐磨性以及抗腐蚀性相对较强；③具有很强的机械性能，在使用的过程中能有效避免出现起泡问题；④抗渗透性相对较强。但是目前我国使用的该种类型防腐材料中固体的含量相对较低，稀释剂的含量相对较高，因此，进行施工的工艺相对较为复杂，对环境和人体都会出现一定的危害，在另一方面，该种类型防腐材料的单次成膜率也相对较低，进行施工作业的过程中一般都需要进行多次涂覆，因此，该种防腐材料的施工成本相对较高。

2.2环氧粉末涂料

环氧粉末涂料是一种十分常见的管道内防腐材料，其主要成分以热固性环氧树脂为主，其中还含有一定量的固化剂，该种类型防腐材料具有耐高温、牢固性强、耐化学物质以及光滑等众多的优点，目前该种材料已经得到了大规模的推广和应用。但是当该种防腐材料的厚度小于250μm时，就会出现众多的应用劣势。首先，其完整性相对较差，与其他类型的液体材料相比，该种材料与管道内壁之间的黏结性相对较差，在进行喷涂作业施工的过程中，需要对该种材料进行高温加热，如果在整条天然气管道内壁上都增设该种类型的防腐材料，则成本相对较高。

2.3环氧酚醛类涂料

环氧酚醛类涂料也是一种常见的管道内防腐材料，该种类型的材料具有硬度高、耐热性强以及耐酸性强等各种应用优势，但是在使用的过程中，需要对其进行高温固化养护，同时该种类型材料的耐碱性相对较差，在长时间使用以后，可能会由于材料变脆进而引发材料脱落问题。

2.4环氧聚氨酯涂料

环氧聚氨酯涂料在用于天然气管道内防腐的过程中具有固化速度相对较快以及固化温度相对较低等优势，且这种材料的耐磨性也相对较强，但是其耐化学腐蚀的能力相对较弱，黏结性也相对较差，如果管道内存在水分，则会出现防腐材料脱落问题。

通过以上对比，并进行现场试验后发现，对于天然气管道内减阻涂层的防腐问题而言，最佳的防腐材料为双组分液体环氧涂料，该种材料的来源相对较为广泛，与其他材料相比其性能较为优越，且使用寿命相对较长，因此，推荐使用双组分液体环氧涂料作为天然气管道内减阻涂层的防腐材料。

3、结语

综上所述，通过本次研究可以发现，受到各种因素的影响，天然气管道内部会出现严重的内腐蚀问题，因此，需要在内减阻涂层上增设防腐材料，同时，对防腐材料的性能要求相对较高，通过对双组分液体环氧涂料、环氧粉末涂料、环氧酚醛类涂料以及环氧聚氨酯涂料四种常见防腐材料进行对比后发现，双组分液体环氧涂料的性能较为优越，且使用寿命相对较强，因此可以将该种材料作为内减阻涂层的防腐材料。

参考文献

[1]杜宝银，陆卫中，张晓灵，等.海洋天然气凝析液管道内壁减阻防腐涂层技术研究[J].全面腐蚀控制，2013（12）：58-65.

[2]崔超，刘忠胜，陈明，等.影响内减阻涂层质量因素分析及对策探讨[J].防腐保温技术，2008，16（1）：21-24.

[3]徐腊梅，吴世杰，娄月霞，等.钢管无溶剂内减阻涂层的制备工艺研究[J].焊管，2018，41（5）：50-53，58.