天然气输送管道的腐蚀与保护

天然气输送管道的腐蚀与保护

李东 高峰

青岛埃维燃气平度有限公司 山东省青岛平度市 266700

摘要：目前我国经济水平的快速发展和我国能源需求的增加，天然气是我国的主要资源之一，天然气的输送环节也非常重要。天然气管道通常埋地敷设，材质多为钢质，而天然气中所含的物质或是土壤中所含的微量元素等都可能对管道产生一定影响，进而影响天然气平稳输送。基于此，有必要对天然气管道防腐措施进行研究，以期延长管道使用寿命，提升天然气输送的安全性和稳定性。在此背景下，本文探究了天然气管道腐蚀机理和管道腐蚀类型，深入分析了天然气管道腐蚀的具体原因，并针对性地提出了天然气管道腐蚀的阴极保护措施、缓蚀剂防护保护措施和改善腐蚀环境保护措施等，旨在为我国天然气管道防腐蚀水平的快速提升带来更多参考和启迪。

关键词：天然气；输送管道；腐蚀；保护

引言

随着我国天然气资源在各行各业中应用范围的进一步拓宽，管道运输凭借其安全性强、稳定性高等诸多优势，在其资源运输过程中扮演着不可忽视的重要角色。然而由于我国幅员辽阔，天然气管道运输方式往往跨越不同省份的不同气候区，管道铺设环境较为复杂，腐蚀直接成为危害天然气管道运输安全性和可靠性的重要因素[1]。

1腐蚀机理

天然气管道的腐蚀是天然气运输金属管道与周边环境物质在化学反应或电化学作用下产生的一系列影响，最终导致金属管道受到破坏的整个过程，按照其反应原理，天然气管道腐蚀基本可分为化学作用腐蚀、电化学作用腐蚀和生物化学腐蚀三大类别。其中，以电化学腐蚀为例，电化学腐蚀是天然气管道运输过程中，金属管道电位失去平衡而导致微电流的局部形成，在富含电解质的溶液条件下，金属失去其阳离子后形成阳极，电位较高部分得到电子形成阴极，从而在电化学作用下使天然气运输管道遭到腐蚀破坏[2]。

2腐蚀特点

（1）产生腐蚀原因类型多种多样。目前天然气企业对输气管道的保护越来越重视，但在实践中由于腐蚀因素很多，仍难以避免出现腐蚀问题，影响因素有二氧化碳、细菌、温度、时间等。在天然气输送的过程中，输送压力大，一旦保护不足就容易发生腐蚀现象，因此有必要有效了解各类腐蚀现象的原理，有针对性地优化管道腐蚀问题。（2）腐蚀问题突出。主要是由于缺乏处理相关问题的时效性和稳定高效的防腐工艺，一些企业注重管道的运输工作，但却忽略对管道进行必要的防腐保护，或是提供的管道的防护材料和防护方案与实际不符，最终影响管道的防护效果。

3天然气管道腐蚀的原因

3.1天然气管道外壁腐蚀的原因

通常情况下，天然气管道外壁腐蚀主要是由于输送管道与大气环境、土壤环境甚至海水环境相接触，也就是说，外壁腐蚀主要包括土壤腐蚀、大气腐蚀和海水腐蚀三大类。大气腐蚀作为天然气管道常见的金属腐蚀现象之一，由于我国油气资源绝大部分分布于西北片区，资源运输跨度较长，管道所处的地理条件环境大相径庭，不同地区管道所面临的实际腐蚀状态和腐蚀程度也截然不同，同时，不同区域空中含有的硫化物、颗粒物质等含量有所不同，暴露在空气环境中的运输管道受到的腐蚀情况也就有所不同。

3.2大气因素

大气腐蚀通常指的是大气中所含的水分与管道接触所发生的腐蚀现象，在一些降水量较大的地区，空气比较潮湿，这类现象就更加明显，管道内空气中含水量高，金属表面会出现凝结现象，形成水膜，而一些酸性物质融入这层水膜，水膜发挥电解质作用，金属表面就会形成反应场，形成电化学腐蚀或化学腐蚀现象。

3.3土壤因素

天然气输送管道大多埋藏在地下，与土壤直接形成接触，而土壤具有多相性与不均匀性，由于结构复杂，与大气相比，腐蚀现象更容易发生。而因为土壤不同阶段的湿度、结构不同，如疏松多孔的土壤渗氧率更高，而氧气不均匀可能会造成不同地段的管道间具有氧浓度差，发生氧浓度差电池腐蚀。

4天然气管道腐蚀防护措施

4.1阴极保护

由于天然气运输管道内壁腐蚀现象较为严重，且其中的电化学腐蚀是造成内壁腐蚀的重要原因，因此，电化学腐蚀在天然气输送管道的保护过程中尤其值得关注。防止电化学腐蚀的重要方法即阴极保护措施，通常情况下，阴极保护措施是在天然气输送管道中接通足量大小的直流电流，直流电流接通后输送管道内表面极性发生变化，以此最大限度减小管道内壁腐蚀时电池正负极之间的电位差，使化学反应腐蚀电流值进一步减小，从而对天然气输送管道起到良好的保护作用。另一种普遍的阴极保护措施，延长天然气输送管道的方式，即在天然气输送管道表面涂抹一定的防腐涂层，可将两类方式有机结合，最大限度加强对天然气管道的保护

4.2针对大气因素的防腐蚀处理

针对大气中的水分子可能对天然气输送管道造成的腐蚀可以先采取相应的除锈措施，然后在管道表面喷涂防锈漆，而对于大气中酸性物质引起的腐蚀，首先应清除锈迹，然后在管道表面进行防锈漆的喷刷，同时涂刷防锈漆后采取一系列措施防止出现再度腐蚀，如在长输管道表面缠绕玻璃布。缓蚀剂，顾名思义是一种有效减缓金属腐蚀现象的制剂，它可以恢复管道表面的能量平衡，最终减缓腐蚀。使用缓蚀剂后，天然气输送管道的表面会覆盖一层疏水保护膜，阻隔金属失去电子，而因此无法触发原电池反应，进而避免了电化学腐蚀，极大地保护了管道正常运行。

4.3缓蚀剂防护技术

为了有效避免管道腐蚀问题的产生，加强管道内部防腐工作也有着非常重要的作用。结合目前的实际情况来看，现有的管道内部防腐技术类型比较多，其中应用比较广泛的是管道缓腐剂，并且最终可以取得非常好的使用效果。通过对该项技术的应用，主要是可以对管道腐蚀速度起到非常重要的控制作用，从而在一定程度上增加管道使用年限，不但见效比较快，并且还能减少成本方面的投入，在操作流程上具有一定的简洁性。基于原理角度上进行分析，主要是通过缓蚀剂分子极性基团吸附作用的发挥，然后使缓蚀剂可以吸附在管道的表面，通过这种方式可以促进金属表面电荷状态发生相应的变化，从而促进腐蚀反应活化程度可以在原来的基础上实现提升。另外，对于缓蚀剂来说，其中涉及到了一定的非极性基团，可以在金属表面产生相应的保护膜，通过这种方式能对电荷转移起到一定的控制效果，从而有效降低管道的腐蚀速度。针对于缓蚀剂的吸附作用，通常可以划分为物理吸附作用与化学吸附作用两种形式，一种是电荷产生的静电吸引力，另外一种是分析与金属配位键产生的作用[3]。

结语

天然气企业为降低损失，保证天然气的长期稳定输送，需要重视天然气长输管道防腐问题，首先应充分认识到进行防腐工作的必要性，切忌因小失大；其次是要在具体的施工工作中落实，明确管道安装的技术规范，对管道质量进行严格把控，采取先进防腐技术提升管道防腐能力；同时，相关技术人员要从实践中总结造成管道腐蚀的原因，合理借鉴国外经验，积极研发技术，实现管道运输安全[4-5]。

参考文献：

[1]马五洲.天然气输送管道的腐蚀及对策[J].云南化工，2021,48(06):141-143.

[2]雷达，姜婷婷，等.天然气输送管道的腐蚀与保护探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2020,40(08):31-32.

[3]杨永亮.石油天然气管道腐蚀及其防护措施研究[J].当代化工研究，2021(02):90-91.

[4]关初阳.石油天然气管道腐蚀及其防护措施研究[J].清洗世界，2020,36(11):81-82.

[5]周思琴.天然气管道腐蚀与防腐措施分析[J].生产质量，2017(22):32-33.