埋地天然气管道的防腐技术-最新文档

埋地天然气管道的防腐技术

城市化进程的加快，极大的促进了天然气工程建设的发展，我国很多城市已经将天然气作为主要能源应用于发电和汽车燃料，对于经济的发展及人们生活质量的改善起到非常重要的作用。本文主要探讨了对天然气管道造成腐蚀的主要原因及防治方法，希望能提高天然气管道建设质量。

、腐蚀的类型及机理

目前天然气管道还是以埋地为主，受到腐蚀是很难避免的。

腐蚀是金属在周围物质的化学、电化学作用下所引起的一种破坏，按腐蚀反应原理可分为以下几种形式

化学腐蚀：因为土壤、空气或管道中各种化学介质与金属接触发生化学作用而引起，不发生化学能向电能的转化，腐蚀时整个金属表面流失较均匀，使管壁变薄。

电化学腐蚀：由于电极电位的不同，在金属表面形成一种微电池现象，金属在电解质溶液中因失去电子而成为离子被溶解，形成阳极，电极电位较高的部位得到电子，形成阴极，是与电流流动有关的腐蚀。

生物化学腐蚀：由细菌生命活动而引起或加速金属破坏的一种腐蚀。电化学腐蚀的危害最大，发生频率最高，往往使钢管表面出现凹穴，甚至穿孔。

1、管道腐蚀的类型

1）内壁腐蚀

天然气管道内壁腐蚀的主要因素为天然气中含有的一定量水，它在管道内壁生成一层亲水膜，形成了类似原电池腐蚀的条件，产生电化学腐蚀; 还有就是天然气中含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物或其他腐蚀性化合物，它们直接和金属起作用，引起化学腐蚀。

2）外壁腐蚀

外壁腐蚀可以在架空或埋地钢管上发生，架空管通常以涂层实现

防腐，而埋地钢管的化学腐蚀是全面腐蚀，在化学腐蚀的作用下，管壁厚度的减薄是均匀的，因此从钢管受到穿孔破坏的角度看，化学腐蚀的危害性相对较小。埋地钢管外壁腐蚀的原因较复杂，主要为电化学腐蚀。

2、腐蚀机理

腐蚀是金属和周围介质发生化学或电化学作用而导致的无谓消耗或破坏。金属被腐蚀是由于电极电位的不同，金属发生电化学反应时，电极电位较低的部位容易失去电子，形成阳极; 电

极电位较高的部位得到电子，成为阴极。存在02和H2O的情况下，Fe（OH）2 生成水合氧化铁（铁锈），它是一种疏松物质，浮在钢铁表面，无保护作用，金属的阳极化反应可继续进行。

二、管道腐蚀的影响因素

石油天然气管道的腐蚀发生在管道内部、外部及接头部位。

油气管道主要采用埋地、管沟和架空敷设。后两者主要用于站场

内管道敷设，绝大部分油气管道采用的是埋地敷设方式，对此部分管道的防护是非常重要的。

1、外界条件影响

外界条件应包括周围介质的特性及温度等

(1)管道周围介质的腐蚀性影响。介质的腐蚀性强弱与土壤的性质及微生物密切相关，长输管道涉及的土壤性质比较复杂，准确评定其腐蚀性非常困难。

(2)温度的影响包括环境温度和管道运行期间产生的温度。

温度的升高，腐蚀的速度会大大加快。温度的高低与管路敷设深度有直接的关系，同时更受地域差别的影响。

2、防腐失效的影响

防腐层失效是地下管道腐蚀的主要原因。腐蚀的原因是防腐层的完整性遭到破坏，主要由于防腐层与管道剥离或防腐层破裂、穿孔和变

形。

(1) 防腐层剥离，即防腐层与管道表面脱离形成空间。如果剥离的防腐层没有破口，空间没有进水，一般不产生腐蚀。若有破口，腐蚀性介质进入，就可能出现保护电流不能达到的区域，形成阴极保护屏蔽现象。

(2) 防腐层破裂、穿孔、变形，可直接破坏防腐层，腐蚀介质从破口进入防腐层，还能进一步促成防腐层剥离，在一定条件

产生阴极屏蔽，破裂严重时可导致管道腐蚀。破裂的主要原因为土壤应力、外力和材料老化。穿孔多由施工时的外力造成。

三、管道的防护措施

有效的腐蚀控制与防护成为输气管道安全系统工程的重要组成部分，选择适用的腐蚀防护方式是管道防腐的重大课题。实践表明: 输气管道一般采用防腐绝缘层与阴极保护结合的措施，构成经济而可靠的防腐系统，在实际应用中取得了良好的效果。

1、防腐涂层的选择

防腐涂层将管体金属基体与土壤环境隔离，避免输气管道与土壤环境直接接触，是输气管道防腐的第一道防线，发挥着物理阻隔作用，同时涂层为阴极保护提供了电绝缘条件。需要具备性能有:

(1) 有良好的附着力。具有优异的铁基体附着力，特别要求湿膜附着力良好。

(2) 有良好的抵抗介质渗透性。成膜后，涂层具有尽可能低的水和氧及其他腐蚀因子的渗透性，起到密封、隔绝、屏障的作用。

(3)有良好的耐蚀性，包括耐受大气、水、酸、碱、盐、其他溶剂等介质的腐蚀。

(4)具有优异的物理机械性能，能够抵御管线在土壤中的蠕动，随钢管热胀冷缩、移动而不剥离。

2、阴极保护

根据提供极化电流的方法不同，阴极保护可以分为牺牲阳极阴极

保护和外加电流阴极保护两种。

1）牺牲阳极法

牺牲阳极法是用一种腐蚀电位比被保护金属腐蚀电位更负

勺金属或合金与被保护体组成电偶电池， 依靠负电性金属不断腐 蚀溶解产生勺电流供被保护金属阴极极化而构成保护勺方法， 由 增加，故被称作“牺牲阳极”。

2）外加电流阴极保护

外加电流阴极保护是利用外部直流电源直接向被保护金属 通以阴极电流， 使之阴极极化， 实现被保护体进入免蚀区而受到 保护的方法，由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电 缆组成。

3、环氧煤玻璃丝布防腐蚀施工质量控制钢管在涂覆前，必 须进行表面处理，除去油污、泥土、原涂层等杂物，除锈标准 般应达到 Sa2 级以上。表面不得有焊瘤、棱角、毛刺等缺陷。涂 刷底漆钢管表面处理合格后， 应尽快涂环氧煤沥青底漆， 刮腻子 对高于钢管表面2mm 勺焊缝两侧及其他不平整处，应先打膩子形 成平滑过渡面。 膩子由环氧煤涂料和滑石粉调成， 在底漆表干后 进行刮抹，避免缠玻璃布时形成空鼓。

4、沥青玻璃丝布施工质量控制为确保防腐层质量，要求基 底处理达到图纸设计为准。 熬制沥青熬制开始时应缓慢加温， 制温度宜控制在23C 左右，熬制中应经常搅拌，并清除熔化沥 青表面上的飘浮物，每锅沥青的熬制时间宜控制在 4〜5小时左 右，每口锅熬制5〜7锅后，应进行一次清锅，将沉渣及结焦清 除干净。底漆用的沥青应与面漆用的沥青标号相同 , 底漆表干后，

方可浇涂沥青和缠绕玻璃丝布。沥青浇涂温度以 200〜220 C 为 宜。浇涂沥青后，应立即缠绕玻璃布，缠绕方法同环氧煤玻璃丝 布防腐层， 钢管两端各防腐层应做成阶形接茬。 待沥青层冷却到 100C 以下时方可包扎聚氯乙烯工业膜外保护层。外包聚氯乙烯 工业膜应紧密适宜，无皱褶、脱壳等现象。

于低电位金属所在电偶电池中作为阳极，

偶接后其自身腐蚀速度

熬 ＞