长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施探析

2020-01-14黎延志安徽省天然气开发股份有限公司安徽合肥230000

化工管理 2020年17期

黎延志（安徽省天然气开发股份有限公司，安徽合肥230000）

0 引言

随着经济和社会的不断发展，国民的生活水平也日益提高，天然气已经广泛应用于现代化的工业生产中，为人们的日常生活提供一定便利。在现阶段，天然气长距离广道输送是天然气输送的主要方式，也是唯一方式。长输天然气管道建设位置多是在于野外，或者是埋于地下、深入海洋及架空敷设，需要频繁穿过高山、湖泊、公路及不同地理、地貌的环境。再加之，长输天然气管道具备供气连续不间断、运输距离长、运输量大、压力高等特点，因此，长输管道在运行过程中极容易受到及气候及环境等影响，极易发生腐蚀现象。据调查，每年因为天然气管道腐蚀而带来的经济损失非常巨大，且因为腐蚀作用导致天然气发生一定损坏，从而产生爆炸现象，也严重威胁人们的日常生活安全。

1 长输天然气管道造成腐蚀的原因

1.1 管道内部问题

在运输过程中，因为管道内壁与输送介质之间接触过于严密，而输送物质因为含有一些如二氧化碳、水合物等混合物质，在运输过程中，随着运输速度、流速、温度压力的变化，更加重了其内在的腐蚀。主要原因是：第一，在运输过程中，因为长输天然气管道具有运输量大、运输过程不停止等特点，并且因为输送环境在高温高压之下，会对酸性气体的活性和运动能力达到一个激发作用，这严重加剧了其内部的腐蚀程度。第二，当管道中含有二氧化碳、水等混合物时，一定程度下，这下杂质会与金属管道产生化学反应，从而加剧天然气内部腐蚀。第三，天然气管道在实际输送过程中会出现自由液体，从而会造成管道内部固、液、气共存的化学现象，会加剧管道内部的腐蚀率，并且一定程度上会使管道弯型发生物质冲击。除此之外，因为在实际天然气内部管道施工过程中，所涉及的范围非常广阔，并且要考虑的因素也是非常的多，有关管道设计人员也很难面面俱到，在加之目前我国在天然气领域的管道维修及技术人员非常的匮乏，而且天然气公司内在的预防腐蚀制度也有待完善，这也是加深管道内部腐蚀的重要因素之一。

1.2 管道外部因素

1.2.1 土壤腐蚀

土壤腐蚀是引起天热管道的主要腐蚀重要原因之一，尤其是针对于土壤中存在不同的管道金相结构，很容易与管道中的金属产生化学反应，并出现腐蚀性电流和电解质等情况，日积月累更加重了其土壤腐蚀的恶化。一般情况下，埋在土壤中的管道外壁会加以防腐处理，在防腐层的作用下，能够起到一定防腐蚀作用。但是由于天然气管道是无休息运作的，在加之管道在建设过程中难免会出现磕碰情况，长此下去，外壁的防腐物质会不断与土壤融合或者出现脱离等现象，会严重加剧了外壁防腐层的破坏，从而导致管道外壁与土壤中含有腐蚀性的物质直接接触，从而造成腐蚀现象。据统计，每年因为土壤腐蚀所引起的长输天然气管道腐蚀想象频发，而且要远远高于其它腐蚀因素所带来的危害，也严重的阻碍了天然气正常的运输，因此有关部门一定要高度采取重视，将土壤腐蚀所引起的天然气腐蚀现象降到最低。

1.2.2 大气腐蚀

当在中高空地理环境建设天然气运输管道时，因为管道直接接触大气层，大气层中含有的水膜及水溶性碱性气体会加重管道外壁的水膜的腐蚀效果，一方面是因为管道外壁在空间的稀薄度与压力情况下，产生一层极薄且无法可视化的水膜，在水膜达到一定厚度范围后，既会产生电化学腐蚀中的电解液膜，在化学作业下，管道外壁会与这层电液膜产生化学反应，从而出现腐蚀现象。另外，由于自然条件风吹雨打、烈日台风等作业下，一定程度损坏了管道外壁，损坏后的管道外壁会与大气中形成的碱性气体产生腐蚀现象，从而更加剧了天然管道的腐蚀。因此，大气腐蚀是长输天然气管道腐蚀的常见现象，目前，因为科技水平受到一定制约，我国对于大气腐蚀所采取的相关措施还不够完善，相关部门务必要制定科学的预防制度，防患于未然，将大气所引起的天然气管道腐蚀想象降到最低。

1.2.3 微生物腐蚀

微生物腐蚀是天然气管道常见的腐蚀现象，是一种电化学腐蚀，即由于因为微生物影响的腐蚀及微生物所产生的腐蚀。其本质是由于长埋于地下的天然气管道与管道内的微生物之间产生直接接触，从而在微生物的作用下与管道内外壁之间产生一定的化学反应，导致腐蚀现象的形成。据统计调查，每年因为微生物腐蚀长输天然气管道所消耗的经济损失非常巨大，因此加强对于微生物的防治和调查已经是亟待解决的问题。

1.2.4 海水腐蚀

海洋中所蕴含着丰富的天然气资源，因此海洋中的天然气防腐也是极为重要的。海水腐蚀是海洋环境中发生的腐蚀现象，因为海水本身是一种较强的腐蚀介质，在加之海洋中所具有的微生物及附着生物所代谢的产物会导致腐蚀现象发生。而且海洋中的波浪及潮流会对管道外壁产生反复冲击，也会直接或间接的加剧其天然气管道的腐蚀过程。

2 长输天然气管道防腐预防措施

2.1 建设初期防腐措施

每一个技术人员都应该事先做好防范，不能“临渴掘井”。在当下建设初期防腐保护措施中，大多数技术人员对在天然气运输管道的内壁与外壁进行防腐涂层施工，这是基于目前最为常用的预防措施。立足于此，大多数采用喷砂的方式来对管道进行防腐涂层施工，并且结合气候地理环境等因素，去除材料表层的凹凸程度，从而使防腐达到一定巩固效果。另外，在焊接处理时，一定要谨慎操作，掌握焊接方法，保证焊接角度和焊接程度都能准确的严格控制，从而防止安全隐患现象的发生。除此之外，还要加强输气阶段预防措施，从而保证输气现场安全稳固。

2.2 实际操作阶段预防措施

2.2.1 失阳极造阴极的保护措施

失阳极造阴极的实施原理具有非常的简单性、容易性，其原理是利用其中的化学反应来达到减缓腐蚀的作用。基于上文，我们了解到管道外壁一般都附着着金属材料，且比管道金属因子更为活跃。在一定温度和压力之下，管道金属和其中的金属材料发生化学反应，利用水蒸气和电解质共同作用则形成了一层原性电池。原性电池暴露在腐蚀物质中，电池的阳极则为金属，被腐蚀物质所腐蚀，而阴极则为运输管道，避免接触腐蚀物质，被保护了起来。需要注意的是，在进行此项预防措施时，一定要对管壁厚度、管道长度、气候条件、温度变化加以观察和研究，使活跃金属能够安放在合理位置，并且最大程度保证其用量。

2.2.2 外加电源的阴极保护措施

外加电源的阴极保护措施在具体应用中较少，除非是特殊紧急的情况。某种意义上来，该预防措施使用方式是为“简单粗暴”。因为天然气具有易燃易爆的特点，所以针对于这种措施使用较少。其本质是为了保护管道外壁，而增加金属管道的外壁电源。而且在使用时，需要结合管壁厚度及所处地理环境等等，对具体设施电压数及电流量加以设置，使用综合成本远远要高于上述的失阳极造阴极的保护措施。而且在使用过程中，对于技术人员的技术能力要求较高，因为在增加外壁电源时，很难保证电流的设置符合安全系数，也对技术人员的安全造成一定威胁。