石油天然氣場站法蘭防腐蝕技術(shù)探討

張浩

摘要：目前在管道輸送石油天然氣時的工作中，地形復(fù)雜、天氣惡劣都會在一定范圍內(nèi)影響天然氣管道的耐久性和腐蝕潛力。天然氣中的腐蝕丟棄物失效可能會造成石油燃料的泄漏，浪費石油資源，甚至可能引發(fā)爆炸事故，造成重大人員傷亡。因此，有效地防止管路的腐蝕性質(zhì)是實現(xiàn)天然氣運輸管路正常供應(yīng)的一個重要前提。本文簡單介紹了天然氣管道中水泥腐蝕的主要現(xiàn)狀，接著就從內(nèi)部和外部兩個方面來分析天然氣管道水泥腐蝕產(chǎn)生的主要原因。將天然氣從各自的角度推薦出了一套防腐措施，使其能夠合理、安全地運輸石油天然氣。

關(guān)鍵詞：石油天然氣管道;內(nèi)腐蝕;外腐蝕;防護

引言

由于目前的石油天然氣管道運輸主要還是采用石油管道運輸。然而，管道的暢通運輸卻同時面臨著運輸環(huán)境惡劣、土壤松散、地形復(fù)雜等諸多挑戰(zhàn)。這極大增加了對天然氣管道的耐蝕性和強度。另外，根據(jù)目前的相關(guān)資料，天然氣管道若要采取安全防腐技術(shù)，其安全運行年限應(yīng)該為25年。反之，只能維持2-3年。所以，如何有效地對其進行防腐處理就成為當(dāng)務(wù)之急。

一、現(xiàn)狀

管道上的天然氣運輸場地就是指把自己的天然氣經(jīng)過油氣提供場地輸送至其他地區(qū)。為此，管道必須經(jīng)受不斷發(fā)生變化的環(huán)境。此外，天然氣本身也包括了一些具有腐蝕性的氣體。由于這些內(nèi)外部的影響，使得管道受到了嚴重的侵害。

由此可見，天然氣管路中的污水銹蝕問題十分嚴重。盡管長期以來都有政府和地方部門制定了預(yù)防天然氣腐蝕問題的政策，但是這些問題并未能夠得到有效地解決。

一些城市更傾向于采用無腐蝕性的塑料管道來替代。但是，塑料管不適合一般用途，因為它比鋼軟、抗壓性差、而且脆。例如，在非常寒冷的地區(qū)，塑料往往會在較低的溫度下變脆，從而造成天然氣的泄漏[1]。因而，如何有效防止石油和天然氣輸送管道中對鋼材產(chǎn)生的腐蝕，這無疑是一個迫切需要解決的難題。

二、腐蝕機理

天然氣主要分布在河流和沿海一帶。比如塔里木盆地，渤海灣。因此，天然氣的管道會受到水土流失和大量的海水侵蝕。對天然氣管線的腐蝕主要有兩個方面。一個是外部的腐蝕。外部環(huán)境會使鋼材的腐蝕。主要有固體腐蝕、水性腐蝕、氣體和液態(tài)腐蝕等，其次是內(nèi)腐蝕。天然氣自己體內(nèi)包括了腐蝕性的鋼鐵和其他可能會腐蝕空調(diào)系統(tǒng)的管路中的化學(xué)品。

（一）天然氣管道外腐蝕

固體腐蝕：主要指由于管道在地下埋設(shè)時所引起的土層腐蝕。土壤中包含大量的固體、液態(tài)和氣質(zhì)。其中某些成分含有一定的化學(xué)元素，如氧化鐵，會與其他物質(zhì)發(fā)生某種化學(xué)反應(yīng)而直接導(dǎo)致銹蝕。有些土壤pH酸堿度相對較高，更容易侵入管道。一般而言，天然氣管道的水土流失主要是由于地表土壤pH酸堿度、土壤含水量、地表氣體質(zhì)量、土壤孔隙度等多方面因素所影響[2]。

對于水體的侵害性腐蝕：因為目前許多自來氣和水上排放的管道均分布于沿海和內(nèi)陸。比如，渤海灣曾經(jīng)是重要的自然氣田。所以當(dāng)一個管道內(nèi)部處于這種環(huán)境中時，水分子的陽極性離子就會被影響。由于水分子和陽極離子由于與管道有很大一段時間的接觸引起了電荷的轉(zhuǎn)移，并與鋼材料表面產(chǎn)生了氧化和還原的反應(yīng)[3]。當(dāng)鋼的一些部位被水所腐蝕后，其銹蝕速度隨之增加，保護管道變得越來越困難。

氣體化學(xué)腐蝕：主要的是指由于同時暴露在惡劣空氣環(huán)境中的各種有害可能氣體包括諸如二氧化硫、氯化物等的有害化學(xué)氣體顆粒，與其他已經(jīng)同時暴露在惡劣大氣環(huán)境條件中的其他氣體空氣之間間接發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)而直接引起的氣體腐蝕。按照給水管道中主要暴露污水地點的不同，可以將其大致分為給水工業(yè)、海洋、農(nóng)村、城市、地下水等幾種。

（二）天然氣管道腐蝕

當(dāng)管道向輸送天然氣時，管道的內(nèi)壁接觸到輸送媒介。但由于鋼管的輸送介質(zhì)中包括了溶解氧、硫化氫等具有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，它們可能會直接侵蝕到鋼管的內(nèi)壁。此外，管道中的自來水和天然氣也會在一定的壓力下進行液化。這樣，管道中就含有了固體、液態(tài)和氣體。在進行天然氣運輸?shù)倪^程中，這三種物質(zhì)可以引起多相流侵蝕，最終使其腐蝕到管道的內(nèi)壁。

三、管道的防腐方法

（一）外部防腐層工藝

在管道外部使用了防腐涂層工藝。目前在市場上使用的涂料主要是使用環(huán)氧粉末，這類涂料的主要優(yōu)點之一就是對于鋼材的附著力強、耐冷彎、抗磨。目前，在利用這些原材料對外防腐進行涂層處理的技術(shù)相對比較成熟，但是其價格相對比較合理。專家們預(yù)測，這些新型防腐材料在未來還將繼續(xù)被研究和應(yīng)用。但是，對于石油天然氣管道的防腐處理工作，所需要使用的材質(zhì)非常多，而且并不便宜。因此，我們有必要加大技術(shù)研究的力度，開發(fā)出一種價格低廉、防腐性能好、易于應(yīng)用的材料。

（二）內(nèi)涂層技術(shù)

內(nèi)涂層技術(shù)主要指在管道內(nèi)部直接涂抹各種液態(tài)環(huán)氧樹脂、環(huán)氧粉末等材料，以有效減少與管道內(nèi)部的摩擦，延緩或防止其他物質(zhì)對管道內(nèi)部的腐蝕。內(nèi)涂處理技術(shù)的特點和優(yōu)勢主要包括以下幾個方面：可有效提高其流動性，減少沉淀和維修量，更清晰地檢查管道內(nèi)表面。

（三）陰極保護技術(shù)

對天然氣管道使用的陰極保護技術(shù)主要是通過額外對其在管道表面損壞涂層進行保護以防止其被腐蝕。目前在工業(yè)中應(yīng)用較多的是外加電流陰極法，適合于使用長距離、大口徑天然氣管道，不受工業(yè)地形條件的影響。陰極腐蝕性防護因為具有結(jié)構(gòu)相對簡單、工作量小、對周圍的金屬材料的干擾小等優(yōu)勢而被廣泛采用。

陰極保護技術(shù)具體說就是指向自己的天然氣管路內(nèi)部注入了一定數(shù)量的直流電，管路內(nèi)部的表面會受到電流波動的影響而發(fā)生陰極極化，從而可以減弱或者有效地消除被腐蝕的各類原子電池之間的電極相位差[4]。防止對土壤和水管路的腐蝕。陰極性保護技術(shù)的實際應(yīng)用條件主要有以下幾個方面：土壤的耐受腐蝕性介質(zhì)必須是具有高度導(dǎo)電性，管道中受保護的任何金屬材料必須極易產(chǎn)生陰極性的變形。

四、結(jié)束語

天然氣和可再生能源是十分重要的資源。為了保障對于石油和天然氣的安全運輸，一方面應(yīng)盡量采用先進的天然氣管路和防護工藝，另一方面應(yīng)積極加強對于防護性材料的開發(fā)，以更便宜的價格并且相應(yīng)開展更強有效的防腐功能。

參考文獻

[1]朱偉，趙會軍，齊玉成，朱宇軒.探析天然氣管道腐蝕與防腐蝕處理技術(shù)[J].石化技術(shù)，2016：251.

[2]呂碩，祁悅.石油天然氣管道的腐蝕與防護[J].中小企業(yè)管理與科技，2020：195-196.

[3]柴明.石油天然氣管道腐蝕與防護技術(shù)分析[J].石化技術(shù)，2017

[4]尤財，姬文學(xué)，張博.天然氣管道腐蝕和防腐處理技術(shù)探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016