王康

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，以煤炭為主的能源消費(fèi)對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。天然氣作為一種新型的清潔能源，具有很好的應(yīng)用市場(chǎng)，長(zhǎng)輸管道防腐工作的好壞將直接關(guān)系到天然氣輸送的安全性和可靠性以及天然氣輸送管道的使用壽命。因此，做好加強(qiáng)天然氣管道防腐工作是至關(guān)重要的，本文對(duì)天然氣管道腐蝕的影響因素進(jìn)行總結(jié)，其中，外界因素是管道腐蝕的主要誘因，還要綜合考慮內(nèi)部因素以及生產(chǎn)運(yùn)行因素。與之相對(duì)應(yīng)的防腐方法主要是涂防腐層和陰極保護(hù)法，其中強(qiáng)制電流法是目前長(zhǎng)距離管道最主要的保護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸天然氣管道；管道腐蝕；防腐措施

引言

天然氣作為一種清潔型能源，在經(jīng)濟(jì)環(huán)保理念大力推行的時(shí)代中，社會(huì)對(duì)其需求量呈現(xiàn)出逐年遞增的形式。天然氣的運(yùn)輸對(duì)管道表現(xiàn)出強(qiáng)烈的依賴性，金屬為構(gòu)建管道的主要材料，在長(zhǎng)期的埋設(shè)環(huán)境中，極易出現(xiàn)腐蝕問題，此時(shí)管線強(qiáng)度有所降低，管道固有結(jié)構(gòu)的完整性受到影響，其運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性得不到切實(shí)的保障。所以積極的探尋天然氣長(zhǎng)輸管道防腐蝕措施，能夠在延緩其應(yīng)用年限發(fā)揮巨大的作用?；诖耍疚恼归_相關(guān)論述。

1長(zhǎng)輸天然氣管道腐蝕類型

1.1大氣腐蝕

當(dāng)長(zhǎng)輸天然氣管道置于大氣環(huán)境中時(shí)，其表面通常會(huì)形成一層極薄的不易看見的水膜。當(dāng)這層水膜達(dá)到20～30個(gè)分子厚度時(shí)，它就變成電化學(xué)腐蝕所需要的電解液膜。如果天然氣管道表面只是處于純凈的水膜中，一般不足以造成強(qiáng)烈的電化學(xué)腐蝕，而大氣環(huán)境下形成的水膜往往含有水溶性的鹽類及溶入的腐蝕性氣體。因此架空敷設(shè)在潮濕環(huán)境中的天然氣管道表面極易發(fā)生大氣腐蝕。

1.2細(xì)菌腐蝕

細(xì)菌腐蝕常常伴隨在土壤腐蝕的過程中，參與細(xì)菌腐蝕的細(xì)菌主要有鐵細(xì)菌、氧化菌、硫酸鹽還原菌、硝酸鹽還原菌等，其中最具有代表性的是厭氧性硫酸鹽還原菌。分布在河、海、湖泊水田、沼澤的淤泥中以及透氣性差，pH值=6～8的堿性土壤中。當(dāng)陰極反應(yīng)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的氫會(huì)與硫酸鹽發(fā)生反應(yīng)，最終生成硫化鐵等腐蝕產(chǎn)物，在管道表面進(jìn)行覆蓋，形成孔蝕。另外，此還原菌還能來利用土壤中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行大量繁衍，有硫化氫臭雞蛋味和土壤顏色發(fā)黑是硫酸鹽還原菌腐蝕現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)。

1.3土壤環(huán)境

土壤中存留大量的縫隙這是不可否認(rèn)的事實(shí)，縫隙中含水量很高且充有氣體雜質(zhì)，基于部分鹽類存在水中這一實(shí)況，此時(shí)水演變成導(dǎo)體的角色。又因?yàn)榉笤O(shè)地下的管道周邊土壤在性質(zhì)上存在一定的差異性，所以其對(duì)金屬材料化學(xué)性質(zhì)的影響程度上也存在差異性，此時(shí)管道結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)多樣性。例如，管道內(nèi)有雜質(zhì)滯留、金屬表層凹凸不平等狀況出現(xiàn)之時(shí)，管道內(nèi)局部金屬易形成電力，其會(huì)驅(qū)動(dòng)帶電荷的金屬離子滲入進(jìn)土壤中，這些金屬離子會(huì)因?yàn)榇嬖诙嘤嗟碾娮佣纬韶?fù)電壓，而未被電離的電子表現(xiàn)出正電壓的態(tài)勢(shì)，在這樣的局勢(shì)中氧化還原反應(yīng)在管道兩側(cè)形成。金屬管道電子得失以后便會(huì)和土壤一起構(gòu)建一個(gè)回路，電化學(xué)電流會(huì)在該回路內(nèi)流通，此時(shí)土壤便成為腐蝕金屬管道的誘因。

1.4長(zhǎng)輸天然氣管道內(nèi)腐蝕

天然氣管道在運(yùn)行過程中內(nèi)壁與輸送介質(zhì)常年直接接觸，輸送介質(zhì)中除了被輸送的天然氣外，通常還含有硫化氫、二氧化碳、溶解氧及水合物等雜質(zhì)，隨著輸送溫度、壓力、流速的變化，由于這些雜質(zhì)的存在，會(huì)對(duì)長(zhǎng)輸天然氣管道內(nèi)壁造成嚴(yán)重的腐蝕。主要原因：①長(zhǎng)輸天然氣管道具有輸量大、輸送距離長(zhǎng)等特點(diǎn)，需要高溫高壓的輸送環(huán)境，而高溫高壓的環(huán)境會(huì)激發(fā)酸性氣體的運(yùn)動(dòng)能力和活性，從而加劇了與天然氣管道內(nèi)壁金屬的腐蝕速率；②天然氣管道在輸送介質(zhì)的過程中會(huì)出現(xiàn)自由液相，管內(nèi)一般會(huì)形成氣、固、液三相共存的狀態(tài)，隨著三相混流物沖刷和腐蝕共同作用，會(huì)加深對(duì)管壁的腐蝕，尤其是在彎頭處管壁因腐蝕變薄，容易形成氣體泄露事故；③化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，當(dāng)管道內(nèi)含有水及硫化氫、二氧化碳等雜質(zhì)時(shí)，達(dá)到一定條件，這些雜質(zhì)就會(huì)與金屬管道發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕，從而加快了天然氣管道內(nèi)壁腐蝕。

2長(zhǎng)輸天然氣管道防腐措施

2.1管道外腐蝕防腐措施

為了保障長(zhǎng)輸天然氣管道的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)長(zhǎng)輸天然氣管道進(jìn)行防腐保護(hù)。目前，常用的防止天然氣管道外腐蝕的方法是采用外防腐涂層和陰極保護(hù)聯(lián)合作用。外防腐涂層是比較經(jīng)濟(jì)的，也是主要的天然氣管道外防腐手段，陰極保護(hù)作為外防腐涂層的補(bǔ)充防腐手段。

2.2內(nèi)部防腐層

內(nèi)防腐層主要是在管內(nèi)壁和管流之間提供隔離空間，避免金屬管道與腐蝕物質(zhì)發(fā)生直接接觸。在天然氣長(zhǎng)輸管線中進(jìn)行涂層，除起到防腐作用以外，而且可以降低摩擦阻力，提高輸量。一般情況下，管道內(nèi)側(cè)的防腐涂層可以選擇環(huán)氧樹脂或合成樹脂等，常用的有聚酰胺環(huán)氧樹脂和胺固化環(huán)氧樹脂，涂層厚度為0.038-0.2mm，為保證涂層與管壁粘結(jié)的牢固性需要對(duì)對(duì)便面進(jìn)行處理。

2.3加緩蝕劑

緩蝕劑由于使用方便、成本低和見效快等特點(diǎn)引起了人們的重視。一般認(rèn)為緩蝕劑的作用機(jī)理是成膜理論、吸附理論和電化學(xué)理論，緩蝕劑中的原子通過化學(xué)鍵與管壁金屬形成保護(hù)膜，從而保護(hù)管道。常用的緩蝕劑主要有咪唑啉類、胺類、有機(jī)磷酸鹽類、炔醇類、嗎啉類等等。這些分子及化學(xué)結(jié)構(gòu)均由極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)構(gòu)成。其中在酸性環(huán)境下，咪唑啉類可以發(fā)揮明顯的效果。

2.4涂層保護(hù)

天然氣長(zhǎng)輸管道外防腐蝕層的擇選環(huán)節(jié)上應(yīng)該滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）技術(shù)的可行性，防腐蝕性質(zhì)的優(yōu)良性，機(jī)械性能與絕緣性能均處于較高層次上；滲透率較低從而達(dá)到防止水分滲入的目標(biāo)，能夠抵御植物根尖的穿插與刺傷，抗微生物侵蝕能力較強(qiáng)，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(bǔ)、損傷完善環(huán)節(jié)上不存在較大的難度系數(shù)。（2）實(shí)用性與科學(xué)性。實(shí)質(zhì)上就是指被選用的天然氣長(zhǎng)輸管道外防腐蝕層不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)防腐蝕這一目標(biāo)，而且耗費(fèi)的人力、物物力、財(cái)力資源均處于較低層次上。

結(jié)語

綜上所述，由于我國(guó)天然氣長(zhǎng)輸管道的建立也有一些年限了，管道腐蝕問題日益突出，嚴(yán)重影響到了天然氣輸氣安全及天然氣經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，天然氣企業(yè)應(yīng)高度重視管道的腐蝕問題，全面分析造成管道腐蝕的原因，并組織相關(guān)技術(shù)人員采取積極有效地措施來防治管道腐蝕問題，確保輸氣安全。未來我國(guó)天然氣行業(yè)發(fā)展的前景是非常廣闊的，對(duì)各方面的技術(shù)水平將會(huì)提出更高的要求。所以，防腐工作的相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)攻克難關(guān)，不斷提高長(zhǎng)輸管道防腐保護(hù)技術(shù)水平，進(jìn)而促進(jìn)天然氣行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]毛東旭，李成林，王昭，等.電化學(xué)防護(hù)技術(shù)在化工管道防腐中的研究與應(yīng)用[J].廣東化工，2015，42（08）：5-6.

[2]汪春勝.探析天然氣輸送管道的腐蝕因素及防護(hù)措施[J].科學(xué)管理，2017（2）：298.endprint