浅论天然气长输管道腐蚀与控制方法

王拥军

【摘要】天然气在日常生活中是处处可见的，可是对输送天然气的管道我们并没有过多地去研究，天然气输送管道防腐与保护是保证管道正常工作，且延长其使用年限的重要措施。本文在分析天然气输送管道腐蚀产生的原因的基础上，最后提出了天然气长输管道防腐对策。

【关键词】天然气长输管道；腐蚀；防腐对策

近年来国家的天然气长输管道网络迅速铺设，我国天然气输送管道业进入了快速发展时期。另一方面，因管道发生泄漏而造成的事故也频频出现，腐蚀因素是管道发生事故的主要原因。尽早准确地发现管道腐蚀出现的区域、时间及破损状况，通过管道腐蚀检测评价技术理论及工程事例来对管道的运行、维修和更换方案，对天然气管道的腐蚀治理具有很大意义。

一、天然气长输管道腐蚀原因分析

金属在性质上与氧发生化学变化，从而导致损害。根据腐蚀部位，天然气管道可分为腐蚀和外壁腐蚀两大类。包括内部腐蚀和电化学腐蚀的原理是相似的，因为水在天然气管道中形成的水层，为电化学腐蚀的形成提供条件，另外，一些天然气化学，与金属管本身发生反应，形成腐蚀。埋地管道一般采用阴极保护和防腐层保护，以保护埋地管道的潜在腐蚀损伤。在防腐涂料的使用方法，主要对耐腐蝕环境，一旦受环境的影响，使盖层和钢带，如果不及时调整相关参数，将形成死区，死区腐蚀膨胀，为了防止管道腐蚀，必须完整的保护，从而更好地满足保护要求。

二、天然气长输管道防腐对策

（一）阴极保护

金属表面，裸露在外或埋在地上，只是采取阴极保护或涂层保护是达不到的目标，必须结合两者达到理想的防腐状态，因此，在当今世界公认的是涂料防腐措施与阴极保护相结合。阴极保护的原理是使管道具有足够的直流电流，使阴极表面发生阴极极化，减少两级主成分之间的电位差，减少腐蚀电流，从而达到预防和控制管道腐蚀的目的。阴极保护是在电化学腐蚀的基础上，用相反的原理来抵消电化学形成的条件。

（二）阴极保护方式

阴极保护有两种方法：外阴极法和牺牲阳极法。外加电流法是将电流的负极连接到受保护的管道上，并将电流的正极与管道的辅助阳极连接。这样可以将电流导入地面，保护的钢管表面只产生还原反应，不发生离子氧化的化学反应，达到保护效果。牺牲阳极法是一种金属或合金连接到受保护的管，形成一个新的原始电池。牺牲连接的金属或合金以保护受保护的钢管进入阴极。具体的原理是将受保护的金属与提供直流电流的金属连接起来，然后用金属极化保护，从而降低腐蚀速度。

（三）改善腐蚀环境

对于腐蚀较严重的地区，应改善管道周围的环境。如果管道周围的土壤脱水、净化或改为土壤，则会降低土壤的腐蚀性能，达到管道的保护。与其他方法相比，该方法只适用于某一地区，不能用于城市天然气管道。

（四）缓蚀剂防护

这种方法的优点是投资少，使用方便，具有广泛的前景，天然气管道的防腐。腐蚀机理是通过腐蚀材料中的腐蚀分子在受保护层上形成的金属表面吸附材料，这样会改变保护金属的物理状态，将电化学反应取消，使金属表面的能量达到平衡状态，减缓腐蚀速度。此外，在受保护金属材料表面的吸附有一层疏水保护膜，该膜是电子在金属块表面上的运动，没有电子流的运动就不能形成，从而避免了电化学反应的形成。可以通过对腐蚀和阴极保护的几种方法分析是不绝缘的要求非常严格，在权衡经济因素条件下的绝缘层进行相应的修改是一个很好的选择，对阴极保护用的难度会更大，但在简单的实验实施过程，找到最有效的解决方案也值得参考。

（五）加强水和酸性物质防护

水（汽）腐蚀与防护。大气水（蒸汽）对金属管道的腐蚀主要是基于以下原理：在金属管中发生电化学反应，导致腐蚀，而pH值对不同金属氧化物的影响非常大。由于这种类型的腐蚀程度一般较小，易于发现和处理，通常采用防锈漆和管道电气保护保护相结合的防护措施。酸性物质的腐蚀与防护。常见的酸一般指大气中的SO2，尤其是工业废气污染区，这种腐蚀相对比较突出，环境中管道的腐蚀速率随着大气中SO2含量的增加而迅速增加。这种腐蚀程度和腐蚀速率一般较大，一般用于管道施工前防锈漆和特种玻璃布的防腐。

（六）土壤腐蚀及其防护

目前，埋地管道的防护主要是外防腐和电气保护。外防腐有多种，包括沥青、塑料防腐保温、环氧粉末涂料、搪瓷涂料和水泥砂浆涂料。沥青是最常用、最有效的防腐材料。塑料防腐涂料在强度、弹性、化学稳定性、耐水性、电气绝缘性等方面都优于沥青，但价格昂贵。目前，它不能与沥青竞争，只能在特殊场合使用。首先，外加阴极保护法。保护半径R=15，随着直流功率的增加，可使金属管形成负电位到土壤，避免腐蚀。因此，在管道沿线设置阴极保护站是十分必要的。其次，牺牲阳极保护。引入比金属管道和管道材料的金属电极电位越负，都与土壤形成电池电解液，从而保护管的腐蚀，但阳极输出电流损伤过程，一般可用阳极镁、铝、锌及其合金等的保护管道的保温应采用这种方法在很好。再次，排水保护法。将管道连接到附近的能产生杂散电流的电气设备，使水流不通过单向流电源的土壤和负极，从而保证管道不受腐蚀。

三、结束语

天然气作为一种化石能源，在促进我国环境保护和经济发展方面具有重要的作用。天然气输送主要采取管道形式，其输配的管线材质通常是钢管，一般将其埋于地面，对输送管道采取一定的防腐措施可以大大的提高其使用寿命。

参考文献

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