天然气输气管道腐蚀因素及防腐措施探究

天然气输气管道腐蚀因素及防腐措施探究

李佩斯 叶锦莹

江西省天然气集团有限公司管道分公司 江西省南昌市

[摘要]：金属受到周围物质的空气水及其他物质的作用会引起一系列的物理化学作用，这种现象称为腐蚀。我国发生过多次因为油气管道腐蚀而导致的天然气运输事故，这不仅造成了巨大的经济损失，更是对安全事故造成了极大的隐患。因此，我们要清楚的认识到天然气管道腐蚀的种类和因素，并有针对性的展开对天然气输气管道的防腐措施展开研究，采取行之有效的应急处理手段，将输气管道的风险降到最低。

[关键词]：天然气 输气 管道 腐蚀 防腐 措施

一 引言

目前，我国应用的输气管道所采用的一般为钢铁等金属物质，在油气田开发的过程中常常伴有一些具有腐蚀性的气体如H₂S，CO₂等。这些气体与输气管道的金属材质发生作用后会造成设备的损坏，这不仅仅造成了国家经济的损失，也在很大程度上对工作人员产生了威胁。目前，随着西气东输等大型工程的完善，我国建设的输气管网越来越长，一旦发生天然气泄漏等事故，将对国家和人民造成极大的影响。因此，我们要清楚的认识到天然气管道腐蚀的种类和因素，并有针对性的展开对天然气输气管道的防腐措施展开研究，采取行之有效的应急处理手段，将输气管道的风险降到最低。

二 天然气管道的腐蚀因素及种类

2.1 影响腐蚀的主要因素

输气管道的安全性能不但受到管道的材质、特性、安装方式及采用的防腐措施等因素的影响，而且还会受到周围介质环境及输送气体的成分的影响。比如气体的电阻率、杂散电流、PH值等参数。如果管道的安装环境上处于地层结构不均匀的地带，会使得管道发生外腐蚀现象；除此之外，管道安装环境处于盐碱含量较高的地带和土壤的电阻率较小的地带也会造成管道的腐蚀。

2.2 腐蚀的种类

目前，通过导致腐蚀发生的外界因素及腐蚀的特征我们将腐蚀的种类主要分为如下四类：化学腐蚀、电化学腐蚀、杂散电流腐蚀以及应力腐蚀。

1）化学腐蚀：该种腐蚀形式指的是由于管道表面的金属物质与空气或者气体中的非电解质物质发生化学作用所导致的管道腐蚀。我们常见的H₂S所引发的氢脆现象与硫化物应力开裂现象都属于化学腐蚀。

2）电化学腐蚀：该种腐蚀形式指的是管道中的金属材质与电解质溶液发生化学作用所导致的腐蚀现象。电化学腐蚀的典型特征是在腐蚀的过程中带有电流流动。具体的表现形式是阳极金属失去电子后变为金属阳离子进入到溶液当中，而阴极得到电子后使得电解质中的阳离子向阴极转移，从而形成一定的电流。这种腐蚀形式是目前最常见的一种管道腐蚀失效形式。

3）杂散电流腐蚀：该腐蚀形式指的是由于地下的导电体绝缘不良而漏出来的电流与电解质溶液中的金属物质产生电解作用而造成管道的腐蚀。这种腐蚀一般发生在高压电线或者大功率电器周边，比如铁路、有轨电车、地下电缆、阴极保护系统等附近，杂散电流腐蚀又称作电蚀或干扰腐蚀。

4）应力腐蚀：该腐蚀形式主要是由于管道的应力集中所产生的管道的腐蚀现象，所以在管道建设时要尽可能的避免产生应力，目前一般采用消除应力的方式是利用弯头。

三 管道防腐措施探究

3.1 缓蚀剂防腐技术

缓蚀剂防腐的主要工作原理是利用缓蚀剂分子的物理化学吸附作用一方面可以增加管道中金属离子的粘结力，使得金属离子不容易分散开；另一方面缓蚀剂能够吸附在管道金属离子表面形成一层保护膜，能够很好的将管道中的金属离子与空气中的水分隔离开来，从而起到防腐的作用。但是在选择缓蚀剂时除了遵循经济高效的原则外，还应该注意环保性，避免造成环境的二次污染。

3.2 阴极保护防腐技术

输气管道在建设施工的过程中，针对金属管道的防腐设计是一项必须完成的工作。目前我们常用的是通过阴极保护防腐措施提高输送管道的防腐特性。阴极保护防腐技术主要有2种方式，一种是外加电流的阴极保护措施，另外一种是牺牲阳极来达到阴极保护的目的。在建设的过程中通过采用阴极保护防腐技术可以降低管道的腐蚀速率，延长管道的使用寿命。第一种方式主要是通过外加电源的阴极主要是使金属管道对土壤造成负电位，从而达到保护管道的作用。第二种牺牲阳极的方法主要是使阳极与金属管道形成一个保护环境，目前所常用的阳极主要是活性炭材料。

3.3 涂层处理技术

涂层处理技术是指利用防腐涂层材料对管道的内壁和外壁进行处理，使管道的表面达到防腐的目的。采用涂层处理技术的关键是优选合适的防腐涂层，然后对管道表面进行除锈处理，去除表面的氧化皮，然后进行涂层的喷涂，最后在对管材进行除尘处理使得管道达到较好的涂层处理效果。管道绝缘层进行涂层处理时，不仅要求防腐涂层材料具有良好的电绝缘性能，还要求所采用的涂层材料具有足够的强度和耐剥离的强度。只有这样才能达到较好的防腐绝缘效果。

3.4 衬塑内防腐技术

随着科技水平的不断提升，我国研发出了很多新型的耐热耐压及高强度的复合材料，这大大的提升了我国的防腐技术水平。目前比较火热的碳素钢管道的衬塑技术是一种新型管道内防腐技术。衬塑涂层主要有如下优点：(1)所采用的衬塑能够完全均匀的覆盖金属；（2）衬塑对管道内表面的处理要求，不像涂层与其净化处理质量具有直接的相关性；(3)衬塑对管道的振动，冲击比涂层敏感性小，不断裂或剥落。采用衬塑内防腐技术最突出的特点是管道不仅能够承受较高的压力还能够抵抗油田各种介质的腐蚀，是一项具有极大推广价值的新型防腐技术。

四 结束语

本文主要分析了我国管道腐蚀的因素及种类，并通过对天然气管道的防腐处理措施的探究，提出了四种效果比较好的管道防腐处理技术。通过采用相应的防腐技术能够延长管道的寿命，降低天然气输送事故发生的频率，确保管道的安全高效运行。目前，我们虽然在管道防腐处理技术的研究上取得了很大的突破，但是随着管网建设的越来越多，建设环境越来越复杂，我们还应该进一步的展开大量的研究来应对越来越恶劣的建设环境，确保我国的管道输送安全高效。

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