概述： 基于天然氣管道特別是天然氣長輸管道的防腐蝕工藝效果，直接影響管道天然氣輸送的安全性以及其自體應用年限等實況，提出了做好天然氣長輸管道防腐蝕工作的建議。文章在闡述天然氣長輸管道腐蝕的主要因素、腐蝕類型與機理的基礎上，提出了與土壤腐蝕相關的，以及天然氣長輸管道在施工進程中可以應用的防腐蝕措施。希望本文論述的內容，在優化天然氣長輸管道防腐工作質量方面有所幫助。 天然氣作為一種清潔型能源，在經濟環保理念大力推行的時代中，社會對其需求量呈現出逐年遞增的形式。天然氣的運 輸對管道表現出強烈的依賴性，金屬為構建管道的主要材料，在長期的埋設環境中，極易出現腐蝕問題，此時管線強度有所 降低，管道固有結構的完整性受到影響，其運轉的安全性得不 到切實的保障。所以積極的探尋天然氣長輸管道防腐蝕措施， 能夠在延緩其應用年限發揮巨大的作用。基于此，本文展開相 關論述。 一、天然氣長輸管道腐蝕的主要因素 （一）大氣環境 水蒸氣為大氣中的組成成分之一，水蒸氣在管道金屬表層 會凝華，繼而產生一層質地均勻薄膜，該薄膜最大的功能是將大氣中的各類物質整合在一起，其發揮的作用等同于電解液， 從而使管道金屬表皮發生電化學反應，被腐蝕。造成天然氣長輸管道腐蝕的大氣因素是多樣化的，最重要的因素為氣候條件 與污染物。若天然氣長輸管道長期被敷設在干燥環境下，此時 大多數污染物不會使金屬管道出現腐蝕現象；但是一旦管道環 境相對濕度在 80% 以上時，金屬管道腐蝕速率就會明顯提升。也就是說若天然氣長輸管道敷設環境濕度大，就加大了其表皮被腐蝕的概率。 （二）土壤環境 土壤中存留大量的縫隙這是不可否認的事實，縫隙中含水量很高且充有氣體雜質，基于部分鹽類存在水中這一實況， 此時水演變成導體的角色。又因為敷設地下的管道周邊土壤在性質上存在一定的差異性，所以其對金屬材料化學性質的影響程度上也存在差異性，此時管道結構上呈現多樣性。例如，管道內有雜質滯留、金屬表層凹凸不平等狀況出現之時，管道內局部金屬易形成電力，其會驅動帶電荷的金屬離子滲入進土壤中，這些金屬離子會因為存在多余的電子而形成負電壓，而未被電離的電子表現出正電壓的態勢，在這樣的局勢中氧化還原反應在管道兩側形成。金屬管道電子得失以后便會和土壤一起構建一個回路，電化學電流會在該回路內流通，此時土壤便成為腐蝕金屬管道的誘因。 （三）壓力與溫度 眾所周知，天然氣管道內存在一定量的活性與酸性物質， 上述物質的含量與壓力之間存在正相關關系，其能夠提升金屬導管被腐蝕的速率。同時在高溫氣候的作用下，土壤中硫化物含量會明顯的上升，此時天然氣長輸管道外壁腐蝕速率顯著提升，酸性物質對管道性能將會產生不同程度的影響，并且其兩者反應速率又與溫度之間存在正相關關系，一旦溫度高于70℃以后，管道和酸性物質的反應速率將會達到極限值，不會再有變化。 二、管道腐蝕類型與機理 （一）腐蝕類型 1、內壁腐蝕 使天然氣長輸管道內壁出現腐蝕現象，主要是因為運輸的天然氣中參雜一定水分導致的，在其作用下管道內側出現親水膜，具備了與原電池腐蝕相似的條件，形成了電化學腐蝕。另外，H2S、CO2 以及多樣化氧化物與硫化物存在于天然氣中， 其直接管道內層金屬接觸，發生化學反應，從而使管道形成化學腐蝕。 2、外壁腐蝕 外壁腐蝕通常在架空或埋地鋼管位置出現，架空管通涂層被腐蝕不深達內部，但是埋地鋼管化學腐蝕屬于整體性腐蝕， 化學腐蝕局勢中，管壁厚度的削減的程度體現出勻稱性。所以， 以鋼管遭到穿孔破損的視域分析，架空管腐蝕對天然氣長輸管道整體性能破壞程度處于較低水平上，而埋地鋼管外壁腐蝕現象的成因是多樣化的，通常是電化學腐蝕。 （二）機理 腐蝕現象外在表現為金屬表層與周邊物質發生化學反應過程中重量被耗損或者是結構完整性被破壞。天然氣金屬管道發生電化學反應過程中，電極電位相對較低處電子遺失，產生氧化反應；電極電位較高處獲得電子，成為陰極。在氫離子與氫氧根離子的雙重作用下，Fe (OH) 3 形成水合氧化鐵，即鐵銹， 其長期滯留在鋼鐵表層，對金屬不能產生維護效果，金屬的陽極氧化反應持續進行。 三、天然氣長輸管道防腐措施的具體應用 （一）水 ( 汽 ) 腐蝕的防護措施 基于該類腐蝕對天然氣管道損傷程度較小，且在發現與處理環節上不存在較大難度系數等實況，所以對其應用的防腐蝕措施通常為對管道落實除銹工序以后，涂刷防銹漆防護層數次，將上述方法與管道電保護法整合在一起，所取得的防護效果是極為可觀的。將防護層涂刷于管道金屬表層，并對其陰極進行維護，這是現階段對天然氣長輸管道常應用的防腐蝕措施，尤其是在防治水侵蝕管道方面體現出巨大的應用價值。對金屬管的防護涂層通常為鎳、鋅等金屬涂層，特殊情況下也會應用磷化層等，但是與上述兩類涂層相比較有機涂層體現出經濟性，所以其有較高的應用頻率。天然氣長輸管道外防護涂層要想實現防水腐蝕的目標，應該大有以下幾個基本性能： 一是電絕緣與隔水性能的優良性；二是涂層不會對管道的實用性造成負面影響；三是管道土層平整性優良，且與管道金屬表層之間產生較強的粘附性；四是管道設備在運輸、保管、安裝與拆卸的環節中產生的碰撞現象不會對涂層的完整性造 成破壞；五是能夠長期的維護絕緣電阻的恒定性，六是自體具有一定抵御化學介質破壞的能力，缺陷在補全環節上不存在較大的難度系數；七是物理性能優良，不釋放毒氣物質；八是長期的埋設在底下不會變質，性能也不會隨時間的推行而降低。現階段，對天然氣長輸管道涂刷的涂料通常為環氧樹脂，其和管道之間能夠形成良好的粘合力。熔結環氧粉末涂層、擠壓聚乙烯兩層結構涂層等也常在長輸管道外防護中被應用。 （二）土壤腐蝕的防護措施 1、涂層保護 天然氣長輸管道外防腐蝕層的擇選環節上應該滿足以下 幾點要求：（1）技術的可行性，防腐蝕性質的優良性，機械性能與絕緣性能均處于較高層次上；滲透率較低從而達到防止水分滲入的目標，能夠抵御植物根尖的穿插與刺傷，抗微生物侵蝕能力較強，并且具有一定的黏連性確保與鋼管裝備的吻合性，缺口填補、損傷完善環節上不存在較大的難度系數。（2） 實用性與科學性。實質上就是指被選用的天然氣長輸管道外防腐蝕層不僅僅能夠實現防腐蝕這一目標，而且耗費的人力、物物力、財力資源均處于較低層次上。（3）依據天然氣長輸管道施工工藝水平以及機械設施，被選用的外防腐蝕層應該與規劃標準相匹配，與施工標準相符合。 2、電化學保護 在對天然氣長輸管道實施電保護法這一防腐蝕措施之時， 具有以下兩種形式，即陰極保護法和陽極保護法。陰極保護法的應用實質上就是將一定量的陰極電流導入進管道金屬表層， 從而使金屬表面陰極發生極化電化學反應，其作用在于壓縮引起鋼質管道土壤腐蝕的各類原電池的電位差這一目標，此時能夠使管道形成腐蝕的電流數值接近于零，壓縮了天然氣長輸管道被腐蝕的幾率。陽極保護法這一防腐蝕措施的應用原理在于使保護對象長期處于反應遲鈍的模式中，且其遲鈍狀態幾乎不受外界因素的干擾。這一防腐蝕措施在天然氣長輸管道中的應用形式是簡易化的，可以采用另加電源進行極化反應或者是加入氧化劑的方式，從而達到強化管道抗腐蝕能力的目標，目 前該防護方法在天然氣長輸管道中具有較高的應用頻率。另加電流陰極保護就是將一定量的直流電源導入管道原電池中，達到強化陽極的目標，此時電流被迫從土壤內流轉到被保護對象上，降低被保護對象結構的電位值，使其遠遠低于周邊土壤環境。陽極保護措施之所以能夠在天然氣長輸管道防腐蝕工作中有較高的應用頻率，主要得力于地形地貌等因素不影響其實效性發揮的程度。 3、雜散電流排流保護 基于當天然氣長輸管道沿線和高壓輸電線路兩者間距較小，且處于平行狀態中時，基于高壓輸電線以及電氣化鐵路運行狀態可能影響管道運轉質量，繼而加快了管道腐蝕速率這一實況，所以管道在施工之時應該盡可能的與交、直流干擾源存在一定的距離。將排流保護施加到管道上，具體是參照被干擾電流影響的管道陽極區域是否存在正負極性交變電流，繼而去選用最佳的排流方法。通常情況下當管道陽極其與存在恒定電流時應用直流排流保護法，存在交變電流時選用極性排流保護法，當管道陽極區域存在的電流較為繁雜性質難以確定之時適合應用強制性排流防護法。當施工人員將天然氣長輸管道敷設于地下以后，參照雜散電流的真實性檢測結果，科學的對排流措施進行選擇，確保防腐蝕工作質量的優質性，具體是將雜散電流流出端組裝構成鋅陽極，借助對玻璃鋼測試樁和管道兩者實施銜接的施工舉措，實現排除天然氣長輸管道土壤電流、降低其影響程度的目標。 （三）天然氣長輸管道施工過程中的防腐蝕措施 天然氣長輸管道施工進程中，施工場地管線輸送、管線拆卸、管線排布、組對以及焊接等系列性工序，務必要依照施工技術規范按部就班的落實，切忌出現盲目性、粗魯的施工行為。在吊具的選擇上，最佳對象為尼龍吊帶或橡膠輥輪吊籃，杜絕直接應用鋼絲繩對管線進行牽拉行為的出現。在布設管道過程中，盡量減少其和溝壁碰撞現象出現的概率，特殊情況下可以將木板或草袋鋪設在溝壁上端，其目的在于維護防腐層完整性的目標。若天然氣長輸管線被埋設在石方段的溝壑內之時，施工人員應該格外注意的是需將20.0cm厚細土鋪設于管溝底端， 從而避免管線埋設環節中對防腐涂層的完整性造成損傷；若施工人員發現涂層出現劃痕等損傷之時，務必依照防腐涂層補傷操作程序對其進行修復，從而最大限度的降低由于管線涂層磨損而導致天然氣長輸管道被腐蝕現象出現的概率。 對天然氣長輸管線整體線路實施短暫性陰極保護對策。短暫性陰極保護應用的是帶狀鋅陽極，對陽極范疇尺寸可以做出如下的規劃：8.5mm×10.0mm, 每 1 km 天然氣長輸管道敷設的長度設置為20.0m，使測試樁演變成陽極帶和管道有效銜接的樞紐。上述管道施工工序的落實，在降低環境對管道腐蝕幾率上體現巨大優越性。 若被敷設的天然氣長輸管道經由河流，那么在管道兩側的電流測試樁方位分別安設一對鋅合金犧牲陽極，陽極組通常是由多個預包裝鋅陽極構成的，凈重量管控在 80.0kg 左右。
天信管業科技集團有限公司
樹天信品牌，創一流企業
服務熱線
0911-8305555
0911-8306666
