天然气管道的腐蚀及控制措施

李栋

摘 要：天然气的运输质量和国民的生活以及国家的生产、经济息息相关。其中管道是天然气储运过程中最重要的设备。延长管道的使用寿命、稳定管道工作是目前我国天然气储运行业中的一大难题，其中管道的腐蚀最为迫切，是需要被解决的问题之一。提高管道的抗腐蚀能力有助于延长管道寿命，稳定天然气的储运，还能保护相应设备的安全。因此，在防腐的过程中需要对腐蚀原因进行分类和分析，在此基础上结合各项先进的技术，使用价格公道、质量过硬的材料，对天然气管道的储运加以保障，并且促进其发展。

关键词：天然气管道；腐蚀；控制措施

1 天然气管道腐蚀的类型

1.1 外部腐蚀

天然气管道的外部腐蚀就是管道表面所发生的腐蚀，这种腐蚀现象经常出现在地下管道以及架空管道上。通常而言，架空管道的腐蚀通常是由于化学腐蚀所造成的，因此对管道的损害不大，造成腐蚀漏气的几率不高。然而，地下管道经常会面临电化学腐蚀，有可能产生管道泄漏的情况。

1.2 内部腐蚀

相比外部腐蚀，内部腐蚀现象主要和化学元素有关。在天然气运输的工程中往往伴随着水分，这些水分久而久之就会在管道内壁上形成一层亲水膜，对管道内部进行电化学腐蚀。另一方面，由于天然气中含有各种各样的化学物质和气体，对管道内部也存在一定的腐蚀作用。

2 天然气管道腐蚀的原因

2.1 大气腐蚀

当天然气管道暴露在大气环境中时，由于管道中饱和的天然气受到外界压力的作用，其表面就会形成一层水膜，同时，气体会对液体进行吸卷，引导水膜不断前进，当水膜达到20～30分子厚度时，就会转并成为电解液膜，造成化学腐蚀。当气体的流动速度越快时，水膜针对管道的腐蚀速率也就越快。另一方面，当天然气管道处于纯净的水膜中，就不会形成管道腐蚀的电解液膜，但大气中的水分子通常含有各种腐蚀性化学分子，比如，水溶性盐类和酸性物质。因此，大气腐蚀是天然气管道腐蚀的原因之一。

2.2 土壤腐蚀

在我国，大部分天然气管道都是埋于地下。因此，土壤腐蚀就是管道腐蚀的另外一项重要原因。土壤中含有空气、各种化学成分以及地下水，这些物质相互结合使其具备了电解质的特性。金属管道在这些电解质物质中自然而然就成了腐蚀电池，并且由于天然气管道的长度很长，所形成的腐蚀电池两级之间的距离也能达到数公里。同时，在不同土壤环境中的管道腐蚀程度也不尽相同。有数据显示，当土壤温度处于25～30℃，酸碱程度在5～9时，土壤的腐蚀程度达到最大，对管道的腐蚀程度最严重。

2.3 微生物腐蚀

在常埋于地下的天然气管道中，由微生物所引起的腐蚀也是十分常见的。如铁细菌、硫杆菌、硫酸盐还原菌等细菌。这些细菌与空气中的氧气形成化学反应，在短时间能形成大量的酸性膜附着在管道上，形成氧浓差腐蚀电池。与其他腐蚀原因相比，微生物的腐蚀程度以及速率都是最为严重的，每年因此都会产生庞大的经济损失。因此，需要结合相应的化学依据治理天然气管道的微生物腐蚀。

3 天然气管道的腐蚀的控制措施

3.1 优化输气管道的运行参数

通过对天然气进行净化处理，除去其中的腐蚀成分，降低输送介质对金属管线的腐蚀速度。同时合理控制输气的参数，包括天然气的压力和温度，促使气流在管线中流动时，形成稳定的流束，防止介质的高速流动而加快管线的腐蚀速度，破坏金属管线的防腐层，引起管线的腐蚀穿孔，给密闭集输的系统带来危害。

提高长距离输气管道的管理水平，建立自动化的管理体系，应用自动控制技术措施，实时监测金属管道的腐蚀状况，一旦由于管线腐蚀发生穿孔等事故，立即启動事故应急处理预案，将损失降至最低。如应用SCADA系统，对管道输气进行实时监测管理，定期集气管线的生产运行参数，及时调整管道的输气压力和输气量，进行必要的调峰处理，满足输气管道的技术要求。对发生故障的部位进行监督管理，及时启动事故应急处理模式，降低由于事故造成的损失，不断提高输气的效率。

3.2 对输气管线的内壁进行涂层处理

选择耐腐蚀的金属管线材质，对管线实施内壁的出砂处理，之后对其进行涂层，使金属管线的内壁有一层保护膜，预防介质与管线内壁直接接触，而产生严重的腐蚀。选择最佳的防腐涂层材料，对涂层技术进行优化，保证涂层达到最佳的保护作用效果，才能有效地控制金属管线内壁的腐蚀，延长其使用寿命。

3.3 对输气管线的外壁进行涂层处理

金属管线外壁的处理相对比较容易一些，对其实施沥青防腐处理，也可以对其进行保温层的包裹，都能提高耐腐蚀的性能。应用三层PE保护层的涂层技术措施，提高烧结环氧树脂保护的优越性，使金属管线的外防腐绝缘效果更好。环氧沥青技术的应用，也可以提高金属管线外壁的防腐效果。在金属管线的建设施工过程中，对防腐层进行保护，避免建设施工和管线连接过程中，损坏防腐层，而在输气管道使用过程中，发生严重的腐蚀，给长距离输气带来危害。

3.4 阴极保护技术措施的应用

结合金属管线的极性，选择和应用阴极保护措施，使被保护的金属管线成为阴极，而降低腐蚀的速度。无论牺牲阳极的阴极保护措施，还是外加电源的阴极保护措施，都能很好地保护金属管线不被腐蚀，而延长输气管道的使用寿命，保证安全平稳输气。

通过建立阴极保护站，对阴极保护设施进行巡回检查，保证达到阴极保护的作用效果。应用各种自动化的控制措施，实时检测管线的运行状况，对管线的建造施工质量进行验收，如果出现不合格的防腐涂层状况，进行及时的补修措施，保证管线的防腐等级达标。

3.5 防腐材料

在天然气管道防腐技术中心，防腐材料质量的好坏直接决定防腐措施的效率，在选择防腐材料时，需要选择质量过硬、价格公道的材料。在保证防腐材料的强度、韧性、焊接性能的同时，还要保证其持久性 以及可维护性。此外，选择防腐材料时需要考虑多方面因素，如是否漏水、绝缘等，保证其能够在各种环境下进行良好的防腐蚀工作。

结束语

长距离天然气输气管道一般埋藏于地下，结合地层土壤的状况，极易导致金属管道的腐蚀，而出现穿孔泄漏的状况，影响到天然气的正常输送，严重的情况甚至导致环境污染事故，给人类的生产和生活带来危害。应强化输气管道的腐蚀管理，延缓腐蚀的速度，提高长距离输气管道系统的服役年限，以降低输气的成本，提高天然气生产企业的经济效益。

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