长输天然气管道腐蚀与防腐措施探讨

长输天然气管道腐蚀与防腐措施探讨

胡龙飞邵军

国家管网集团华中公司武汉输气分公司

摘要：近几年，随着我国对天然气资源的不断开发，对天然气管道的建设也越来越多。天然气管道在经过长时间运行之后，很容易受到各种外部因素的影响出现严重的腐蚀现象，不仅会对天然气的正常生产造成影响，严重的还会引发安全事故和环境污染问题等问题。对此，本文主要对概述天然气管道防腐的重要性和天然气管道腐蚀的类型和原因进行探讨，再对长输天然气管道防腐措施进行研究，供参考。

关键词：长输天然气管道；管道腐蚀；防腐措施

引言

随着天然气资源的开采和利用的不断增加，天然气集输管道已成为石油天然气运输中不可或缺的组成部分。但是由于天然气集输管道经常处于恶劣的环境中，例如高温、高压、潮湿等，导致管道内部容易发生腐蚀。天然气集输管道内腐蚀问题严重影响了管道系统的安全和可靠运行，不仅会给企业带来巨大的经济成本，同时也会威胁到人民的生命财产安全。为此对天然气集输管道内腐蚀进行有效的防治至关重要。

1概述天然气管道防腐的重要性

随着科技的快速发展，在世界经济格局发展过程中能源发挥着重要的作用，直接关系到人类的生存和发展，在社会经济中有着非常重要的战略价值。但是，中国经济发达的城市大多集中在沿海，而相对来说，天然气资源贫乏，天然气丰富多样的区域则集中在西部，这种不发达的区域内，使得中国的经济发展受到了很大的制约。所以，以能源供给为基础，在我国建立了西气东输、南水北调等系统性工程项目，不仅解决了经济发展落后地区、电力能源和经济互换问题，也解决了经济发达城市能源匮乏问题[1]。能源储存与输送是这类工程建设的关键环节，在各类工程建设中所占比重较大，尤其是石油、天然气管线与装备的防腐蚀。在实际应用过程中，有很多原因会引起管线及装置的腐蚀。因此需要合理选择管道防腐技术，优化管道使用性能，安全性的输送天然气。

2天然气管道腐蚀的类型和原因

2.1腐蚀类型

天然气管道腐蚀主要包括内部腐蚀和外部腐蚀。内部腐蚀是指管道内壁与输送的天然气介质相互作用引起的腐蚀。内部腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。化学腐蚀是由于介质中存在的酸性物质、硫化物或其他腐蚀性物质与管道材料之间的化学反应而引起的腐蚀。例如，天然气介质中可能含有硫化氢、二氧化碳等酸性物质，它们与管道材料接触后会引发化学反应，导致管道内壁腐蚀。电化学腐蚀是由于介质中的离子和氧化还原反应形成电池反应，导致管道材料的电化学腐蚀。在天然气管道中，介质中的离子和金属管道之间形成了电位差，产生电流，从而引起管道内壁的腐蚀。电化学腐蚀包括晶间腐蚀、孔蚀和应力腐蚀等形式。外部腐蚀是指管道外表面与周围环境或土壤接触引起的腐蚀。外部腐蚀主要包括大气腐蚀和土壤腐蚀。大气腐蚀是指管道外表面与大气中的氧气、湿度、污染物等物质发生反应导致的腐蚀。在潮湿的环境中，氧气和水分会与管道表面发生氧化反应，加速腐蚀的发生。土壤腐蚀是指管道外表面与土壤中的含氧、湿度、盐分、微生物等因素接触而引发的腐蚀现象。土壤中的盐分、湿度和微生物会侵蚀管道表面，加速腐蚀的发生。

2.2腐蚀原因

天然气管道腐蚀的原因涉及多个因素，包括介质特性、温度和压力、管道材料选择和施工等。以下是一些导致天然气管道腐蚀的常见原因：（1）介质特性：天然气输送的介质中可能含有腐蚀性物质，如硫化氢、酸性物质等。这些物质与管道材料接触后会引发化学反应，导致腐蚀。（2）温度和压力：高温和高压条件下，管道材料更容易受到腐蚀的影响。高温环境会加速腐蚀反应的进行，而高压可能导致应力集中，使管道材料更容易发生腐蚀。（3）管道材料选择：不同材料具有不同的耐腐蚀性能，选择合适的管道材料对于减少腐蚀的影响至关重要。（4）施工和维护质量：不当施工和维护可能导致管道表面损伤、涂层破损等，加速腐蚀的发生。（5）环境因素：大气中的氧气、湿度以及土壤中的盐分、湿度等环境因素会对管道腐蚀产生影响。

3长输天然气管道防腐措施研究

3.1使用防腐层保护措施，防范管道腐蚀

使用防腐层保护措施，例如煤焦油瓷漆涂层、熔结环氧粉末涂层，在一定程度上防范管道腐蚀，在管道表面涂覆一层防腐蚀涂层，隔离管道与环境的接触，减少化学和电化学反应的发生，有效防止管道腐蚀。其中，煤焦油瓷漆涂层和熔结环氧粉末涂层是两种常见的涂层保护措施，煤焦油瓷漆涂层是一种由煤焦油和瓷漆树脂混合而成的材料，具有很好的防水性和抗老化性，在恶劣的环境条件下可以保护管道。这种涂层可以在管道表面形成一层坚韧的保护膜，有效抵抗了多种化学物质的侵蚀，同时防止氧气和水分渗透到管道表面。熔结环氧粉末涂层是一种热固性材料，经过高温熔融和快速冷却，形成一层致密的保护膜，涂层具有很高的附着力和耐磨性，在管道表面形成一层坚固的保护屏障，其优点是抗腐蚀性能强，有效防止了管道腐蚀，还可以提高管道的耐磨性能。使用涂层保护措施可以在一定程度上防范管道腐蚀，但要注意的是，防护效果并不是绝对的，在复杂的环境条件下，涂层可出现老化、剥落等情况，因此要定期检查和维护涂层，及时修复损坏的区域，以保持其防护效果。此外，为了提高涂层的防护效果，还可以采取其他措施，如加强涂层施工质量、选择合适的涂层材料、控制管道表面处理质量等。

3.2内部防腐处理设计

在天然气的储存和运输中，为了防止管线的内壁发生腐蚀问题，需要做好防腐性设计。针对天然气等储存流体自身的腐蚀特性及对管线的腐蚀产生的影响，研制出一种涂层缓蚀剂，可有效地改善管线的防腐性能，降低管线的腐蚀速率。

3.3利用外加电流阴极保护技术

利用外加电流阴极保护技术，施加外部电流来保护管道免受腐蚀，要设计一个完善的阴极保护系统，该系统包括阴极保护电源、阳极、引线等组件，阴极保护电源用于提供所需的电流，阳极则被安装在管道周围的地下区域。选用高电化学活性的金属或合金，例如铝、锌、镁等，以确保阳极在电化学保护过程中可以被消耗，而不影响管道的结构。将阳极安装在管道周围的地下区域，以均匀分布的方式安置在需要保护的区域，使用导线将阳极与阴极保护电源连接，调整阴极保护电源的输出电流密度，保障管道周围的土壤具有足够的电位，实现对管道的保护。定期对阴极保护系统进行监测，检查电流密度、电位等参数是否符合设计要求，如果发现电流密度、电位等参数不符合设计要求，应及时进行调整和维护，调整阴极保护系统的参数、更换失效的设备、修复管道表面的问题，保护管道免受腐蚀。

结束语

天然气管道腐蚀是一个长期存在的问题，需要采取科学、有效的防腐措施进行预防和治理。在选择和实施内防腐技术方面，应根据实际情况进行具体分析，选用合适的技术和材料，保证其可靠性和经济性。同时，在防腐管理措施方面，应加强定期检测和维护工作，对管道进行完整的记录和管理，确保防腐措施的有效性和长期稳定。只有采取综合的措施，才能够保证天然气管道的安全、稳定运行，为行业的发展提供良好的保障。

参考文献

[1]张恒，彭瑞宁.长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施分析[J].中国石油和化工标准与质量，2021，41（12）：37-38.

[2]李安.长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施分析[J].石化技术，2020，27（10）：277-278.

[3]黎延志.长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施探析[J].化工管理，2020（17）：139-140.