摘要：随着我国的经济迅速发展，国内对能源需求量不断增加，天然气长输管道的建设也增长迅速。管道腐蚀问题是影响管道安全运行的主要因素，为了提升管道运行的安全性，系统分析了造成管道腐蚀的原因，并并针对性提出多项技术措施，具有一定现实意义。
关键词：天然气管道；腐蚀原因；防腐技术
1前言
随着我国经济的快速发展，对于天然气的需求量越来越大。目前石油天然气的输送主要依靠长距离埋地管道来实现，输油管道基本上都采用碳素钢无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋焊缝钢管。由于长输管道均采用埋地方式铺设，穿越地段地形复杂，当金属管道和周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其表面锈蚀[1-2]。土壤对管道有着不同称度的腐蚀性，漏损处也不易及时发现，且地下管道的维修要进行大量的土方工程，比新建管线还要费工费时。金属管道遭到腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，影响所输油品的质量，缩短输油管道的使用寿命，甚至不能使用。腐蚀不仅使金属本身受损失，更重要的是金属结构遭破坏而引起系统停输、停产造成巨额损失或泄漏事故引起环境污染、生态破坏和燃烧、爆炸而周围的生命财产造成难以挽回的损失。因此做好长输管道的防腐保护是关乎天然气企业、人民安全和社会稳定的重要因素，有着非常重大的现实意义。
2 天然气管道腐蚀原因分析
2.1管道外腐蚀
一般而言，天然气输气管道都是埋在地下的，与土壤接触居多，输气管道埋在地下的时间越长受土壤环境的影响程度就越大，我国的输气管线都比较长，经常会跨越好几个省，不同地区的地质环境是不一样的，都会对埋在地下的管道造成不同程度的影响。通常土壤中都含有一定的硫化物质，输气管道与其长期接触就容易发生硫化反应，形成硫化腐蚀[3]。但并不是所有的土壤环境都会发生硫化腐蚀，这主要取决于土壤的酸碱值及土壤问题。此外，压力与温度也是影响长输管道腐蚀速度的重要因素，通常压力越大、温度越高，就会加大管道与土壤中某些介质的反应速度，从而加快腐蚀，但大量研究温度对输气管道腐蚀速度影响的资料表明，当温度超过70℃之后，管道腐蚀速度将会停止增长
2.2 管道内腐蚀
造成天然气长输管道腐蚀问题的内部因素主要包括管道的设计施工、管道材质的优劣、安装质量等。由于长输管道受周围地质环境的影响比较大，因此在管道设计施工过程中，就必须对管道拟要途径沿线的地形进行勘探并考察周围的地质环境，从而避免含水量高、岩体分布密集的地区。在采购管道建设用材料时，一定要严把质量关，不要只看重眼前的利益，选择价格便宜、性能差的材质。出于对长输管道所处环境的复杂性考虑，应尽量选择质量性能好、耐久性的材质。此外，要对施工质量进行严格的监控，避免粗暴的施及操作失误等行为对管道防腐层造成破坏。
2.3 生产运行造成的腐蚀
生产运行方面的因素。天然气长输管道是一项系统、复杂的工程，涉及的设备种类多，管理难度大。在天然气生产运营过程中要落实好围护、排查、检测等工作，以便及时发现问题，并采取积极有效的措施排除可能发生管道腐蚀的因素，做好事前控制工作。除此之外，一些人为的破坏原因也是导致管道腐蚀因素。随着城市基础建设的不断扩大，基础建设工程随处可见，大量的地铁工程、电力工程、管网工程、市政工程同时开工，导致地下结构开挖中破坏了管道防腐层。并且外部的杂散电流也会对管道中的强制电流保护产生影响，使其失去作用。
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3 对策
3.1 管道外防腐涂层的应用
外防腐涂层防腐是指在管道外壁上喷涂防腐层，使其与腐蚀介质之间隔离开，从而起到防腐蚀的作用。我国的防腐涂层技术发展很快，近些年三层聚乙烯（3PE）、环氧涂层（FBE）和煤焦油瓷漆等管道涂层均得到了广泛应用。环氧涂层（FBE）是目前国际上公认的金属管道主要防腐蚀方法之一，性能优于石油沥青和煤焦油涂层。它是一种热固性材料，主要由环氧树脂、固化剂等组成，其优点为粘结力好、表面光滑，涂层致密、耐盐、耐碱腐蚀[4]。另外，三层聚乙烯结构（3PE）也被广泛应用于防腐。它是在双层FBE 的基础上发展起来的，该防腐蚀涂层具有FBE 的防腐蚀性能、粘结性和聚烯烃材料的高抗渗性、良好的机械性能和抗土壤应力的性能，而且各项性能稳定、无污染，超强的耐腐性能降低了阴极保护的成本和规模，现已成为国内管线防腐蚀的主要涂层技术。
3.2 阴极保护技术
阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是使金属构件作为阴极，对其施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，该金属表面的电化学不均匀性得到消除，腐蚀的阴极溶解过程得到有效抑制，从而达到保护金属的目的。阴极保护有两种方法：（1）牺牲阳极法。将被保护金属和一种可以提供保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率。（2）强制电流保护法。将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率。
3.3缓蚀剂技术
缓蚀剂是一种能抑制金属或合金腐蚀的破坏过程和改变其机械性能的化学药剂。缓蚀剂被广泛用于油气田开发的现场。缓蚀剂防腐的特点是用量极少；缓蚀效率高，可以节约大量钢材，提高设备的使用寿命；使用缓蚀剂防腐，可以使一些先进的工艺流程得以实现；缓蚀剂可能随时间而消耗，随介质而流动，缓蚀剂的应用场所多限于循环和半循环体系。按物质化学组成划分，可把缓蚀剂分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两大类；按电化学机理分类可分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂3 类；按物理化学机理可分为钝化膜型缓蚀剂、沉淀膜型缓蚀剂以及吸附膜型缓蚀剂。
3.4 内涂层及衬里防腐技术
内涂层防腐技术也是集输管道采用较多的内防腐措施之一，其原理是在管道内壁和腐蚀介质之间喷涂一个隔离层，从而起到减缓腐蚀的作用。采用内涂层防腐衬里技术有效地防止了内腐蚀，节约了大量的管材和维修费用，显著地提高了油气的输送效率，减少了清管次数。适用于酸性油气田的涂层和衬里有：环氧树脂、聚氨酯以及环氧粉末等。此外，玻璃钢复合材料是很好的有机衬里材料，玻璃钢内衬管具有玻璃钢的耐蚀性能和钢管的强度，尤其适合于温度和压力较高的集输管道，胜利油田已采用该技术进行油气集输。
4 结束语
天然气企业应高度重视管道的腐蚀问题，全面分析造成管道腐蚀的原因，并组织相关技术人员采取积极有效地措施来防治管道腐蚀问题，确保输气安全。未来我国天然气行业发展的前景是非常广阔的，对各方面的技术水平将会提出更高的要求。所以，防腐工作的相关技术人员应攻克难关，不断提高长输管道防腐保护技术水平，进而促进天然气行业的健康、可持续发展.
参考文献：
[1]蒋玉卓，于方涌.埋地管道防腐技术浅析［J］.内蒙古石油化工，2012（10）：95-96.
[2]孙鹏然. 天然气长输管道的防腐与防护措施[J]. 管道技术与设备，2013（01）：50-52.
[3]高艳波. 天然气长输管道腐蚀保护[J]. 石化技术，2016（03）：127-128.
[4]魏忠革. 天然气管道腐蚀原因分析与防护措施[J]. 化工管理，2016，16：158-159.
论文作者:羊慧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/7
标签：管道论文; 涂层论文; 天然气论文; 缓蚀剂论文; 阴极论文; 土壤论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第31期论文;