天然气管道的腐蚀原因及防治措施

天然气管道的腐蚀原因及防治措施【摘要】天然气管道在运输过程中一旦因腐蚀导致管道的泄漏将会引起天然气泄漏，能源浪费，甚至发生爆炸等灾害，因此管道的防腐就显得格外重要，本文通过分析天然气管道在运输过程中发生腐蚀的原因提出相应的管道防腐措施，从多个方面保证管道不被腐蚀。

【关键词】天然气；管道运输；防腐措施

近年来，随着经济的快速发展，世界在能源的使用上取得了巨大突破。如今，大部分家庭使用的燃料都为天然气，可以说，天然气已经走入了我们每个人的生活。目前来看，我国天然气资源的运输主要是依靠管道进行，管道一般都为钢制的。由于我国国土面积庞大再加一些天然气需要进行长远距离运输，这些因素导致我国的天然气管道长度十分惊人。2006年时总管道长度就已经超过了40000km，而且在未来的几年里，管道的长度必然会进一步增加。天然气运输过程中由于需要经过各种各样的环境，不可不避免的会造成管道的腐蚀破坏，一旦管道穿孔，将发生油气泄漏，不仅浪费了能源还污染了环境，甚至可能引发一些大的灾害。因此深入了解管道腐蚀的原因并采取一定手段加以防治和保护，对于天然气的运输非常重要。

一、天然气管道腐蚀原因

（1）土壤腐蚀。土壤是由固相液相气相三种形态组成，土壤中常常会含有大量的水分子，水中的一些离子是造成管道腐蚀的重要

因素。当水中的离子与管道接触时发生电荷的转移，管道构成电解池，表面的金属元素发生氧化还原反应，逐渐变成离子溶解在水中，随着时间的增长，管道的腐蚀越来越严重，最后甚至完全泄露。

（2）管道腐蚀因素。面对水中离子的腐蚀，很多工程在施工过程中都会注意在管道外面包裹一层防腐物质，防止金属管道雨水直接接触，然而，由于施工因素以及后来的环境风化导致外在防腐物质逐渐脱落，土壤中的腐蚀性物质与金属管道外壳接触发生反应，导致管道遭到腐蚀。

（3）金属材料因素。管道材料的物理化学性质以及表面的形态等因素都会在一定程度上影响到管道的腐蚀。一般来说，金属化学性质越稳定，越不容易与水中离子发生反应，抵抗外界腐蚀能力越强。同时，金属中如果掺入一定量的其他合金元素，会构成原电池，导致腐蚀速度的加快，因此在进行管道材料选择时，应该尽量采用单项合金。除此之外，金属管道的表面形态也会影响到管道的腐蚀效果。越是粗糙的表面越容易受到腐蚀，这是因为粗糙表面由于积累一定的污垢会生成钝化膜，极易受到破坏。

（4）大气腐蚀。大气中含有的水分会在金属表明发生冷凝进而形成一层水膜，水膜起到电解液的作用，形成了金属与一些离子的反应场所，促进了金属管道的腐蚀。一般来说，在潮湿的环境中，金属腐蚀的速度远远关于干燥环境中的管道。

（5）细菌腐蚀。细菌腐蚀主要是指土壤中含有的氧化菌、还原菌等细菌在一定的ph土壤中发生大量的增值，并促进一些离子发

生氧化还原反应，导致管道表面形成二层复式，因此一般在硫酸盐管道腐蚀的现场都可以闻到硫化氢气味。

二、管道腐蚀防治措施

针对以上腐蚀原因提出相应防腐措施如下：

（1）涂层防护。涂层防护是管道防护最基本的方法。它的主要原理在于采用一些特殊材料涂抹到管道外侧，起到隔离金属管道的作用，腐蚀性物质无法与金属直接接触，因而起到防腐的作用。值得注意的是，有些管道在架设过程汇总不可避免的经过一些环境比较恶劣的地区，因此这就对涂膜材料的选择提出了要求。一般来说，涂膜材料应该满足以下几个要求：材料自身性能稳定，不会与周围腐蚀性物质发生反应，水的渗透率低，防止水与管道的接触，耐微生物腐蚀能力强，出现问题时方便修复，成本低，可以大规模使用，满足防腐要求的前提下满足工程要求。

（2）改善金属的本质。根据不同的用途选择不同的材料组成耐腐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强钢的防腐蚀能力。

（3）电化学保护法。将被保护金属极化成阴极来防止金属腐蚀的方法。1928年第一次用于管道是将金属腐蚀电池中阴极不受腐蚀而阳极受腐蚀的原理应用于金属防腐技术上，利用外施电流迫使电解液中被保护金属表面全部阴极极化，则腐蚀就不会发生。判定管道是否达到阴极保护的指标有两项：一是最小保护电位，它是金属

在电解液中阴极极化到腐蚀过程停止时的电位，其值与环境等因素有关，常用的数值为-850毫伏（相对于铜-硫酸铜参比电极测定）；二是最大保护电位，即被保护金属表面容许达到的最高电位值。

（4）改善环境。改善环境对减少和防止金属腐蚀有重要作用。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等，都可以减少和防止金属腐蚀；也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质（缓蚀剂）来减少和防止金属腐蚀。

（5）电蚀防止法。一是在杂散电流源有关设施上采取措施，使漏泄电流减小到最低限度；二是在敷设管道时尽量避开杂散电流地区，或提高被干扰管段绝缘防腐层质量，采用屏蔽、加装绝缘法兰等措施；三是对干扰管道作排流保护，即将杂散电流从被干扰管道排回产生漏泄电流的电网中，以消除杂散电流对管道的腐蚀。

三、结语

管道的防腐不仅关系到资源的有效利用，还关系到城市的正常运转。保证管道不被腐蚀才能保证社会的平稳运行，因此管道的防腐问题应该引起足够的重视，在开发新技术新材料的同时，注意对于现有工艺的改善，完善管道施工中的管理，避免人为因素对管道造成腐蚀，从多个方面综合治理管道的腐蚀问题，才能将损失降到最低。

参考文献：

[1]刘佳天然气管道的腐蚀原因及防治措施 2012年第6期内江科技

[2]冯士明，胡延新.油气管道腐蚀现状及修复技术对策.99中国国际腐蚀控制大会论文集，1999

[3]王刚，李会影，刘振兴.油气管道的腐蚀与防护[j] 黑龙江科技信息，2010

作者简介：

赵立国，男（1976.9-）河北迁安人，大学本科，河北联合大学2011级建筑与土木专业工程硕士，唐山市天然气有限公司高级工程师。