天然气集输腐蚀与防护技术研究

天然气集输腐蚀与防护技术研究

发表时间：2019-07-19T14:05:08.367Z 来源：《基层建设》2019年第9期作者：胡玉龙

[导读] 摘要：目前我国天然气使用越来越普遍，而在天然气开发生产中，集输设备是最容易腐蚀的部位，一旦集输设备被腐蚀会严重影响天然气的产量。

广州燃气集团有限公司，广州510060

摘要：目前我国天然气使用越来越普遍，而在天然气开发生产中，集输设备是最容易腐蚀的部位，一旦集输设备被腐蚀会严重影响天然气的产量。本文从天然气集输设备腐蚀的主要原因出发，进而分析了天然气集输腐蚀防护技术。如添加缓蚀剂、涂防腐层、使用合格设备、定期检查等，旨在降低天然气集输腐蚀速率。

关键词：天然气；集输系统；防腐蚀技术

前言：随着酸性气体的开发，越来越多含有CO2、H2S、CL2等腐蚀介质的天然气对集输系统的腐蚀日益严重。天然气对集输系统的腐蚀会使集输系统的寿命变短，严重时会发生集输系统的腐蚀穿孔，造成天然气泄露的安全问题。所以天然气集输腐蚀防护十分重要，根据腐蚀的规律，找到防护的办法，进而降低集输腐蚀率。

一、天然气集输设备腐蚀原因

天然气集输系统被腐蚀的原因比较复杂，大致可以分为以下几种情况：第一，酸性气体中含有大量的硫化氢，硫化氢是稳定性特别弱的酸性物质，在介质中很容易和结成硫化氢离子和硫离子两种电离子，在技术设备中容易与铁离子发生化学反应，同时氢离子作为催化剂，加快腐蚀速度；第二，某些天然气中含有大量的二氧化碳，尽管这是一种化学性质比较不活泼的共价化合物，对集输设备的腐蚀速度比较缓慢，但是长期下来，危害也会很严重，主要是二氧化碳会和水发生化学反应，产生大量的氢离子，从而催化了铁离子的反应[1]；第三，天然气中不仅含有大量腐蚀性气体，还含有少量的液体，气体与液体在管壁中冲击并发生化学反映，进而产生腐蚀；第四，天然气集输设备跨度特别广，某些气田的集输系统可能覆盖几十公里，由于跨度大，不同区域的环境土壤不同，使集输设备自身成为一个原电池，加速集输设备的腐蚀。另外生活中的施工以及植物的侵蚀可能会损坏管道的防腐层，加速集输设备的腐蚀，自然因素与人为因素共同影响，是造成天然气集输设备腐蚀的主要原因[2]。

二、天然气集输腐蚀防护技术

（一）添加缓蚀剂

缓蚀剂是一种化学物质或者复合物质，把缓蚀剂以适当的浓度和形式放在集输设备中，可以减缓集输设备的腐蚀，在防腐工作中起到很重要的作用。缓蚀剂用量少，不改变腐蚀环境，可以在不增加成本的情况下，减缓集输设备的腐蚀。对于腐蚀环境的不同，可以通过浓度的改变或者缓蚀剂种类的改变来确保防腐效果。但是天然气中的其他添加物可能会对缓蚀剂产生影响，如，减阻剂、降凝剂、杀菌剂，所以在添加缓凝剂之前要进行多次化学实验，找到最适合的缓蚀剂。而且天然气成分含量多变，一种缓蚀剂并不足以应付所有情况，所以要时刻关注气体成分，选择最适合的缓蚀剂。而且要注意缓蚀剂的加注量，通过实验计算出缓蚀剂的加注量，并使用喷嘴或者文丘里管将注入到管道中的缓蚀剂呈现成雾状，以免造成管线堵塞，影响正常的生产和运输。

（二）涂防腐层

涂防腐层是防腐工作中最重要、最普遍的手段之一，将防腐涂料均匀涂在除了锈的金属管道表面，使其与各种腐蚀介质隔绝。切断化学反应电路。由于其具有施工方便，价格低廉、适应性广的特点，被广泛运用在油田气田集输系统防腐工作之中。在内壁涂防腐层可以避免硫化氢、二氧化碳以及管道中少许的液体与管壁金属的直接接触，避免化学反应的产生，有效的减少集输设备的腐蚀，延长设备寿命，降低生产成本，还可以显著提升运输效率，减少天然气流动时阻力，并且预防天然气水合物阻塞管道的情况发生。在外壁涂防腐层，主要是为了避免雨水、灰尘等对管道的侵蚀，而且在选择防腐层时要根据环境决定，在雨水多的地方要求防腐层防水性能要好；在天气炎热的南方，防腐层要具有一定的隔热性，确保防腐层起到保护管道的作用。在涂防腐层要注意在涂刷过程中出现针眼、气泡等覆盖度不严的情况，而且所选防腐层涂料有质量保障，不会再出现损坏、脱落、屏蔽电影流保护等现象。常用的材料有沥青、煤焦油瓷漆、聚乙烯、环氧树脂、焦油环氧、聚酯等，在不同情况下选择不同的材料，有效的预防管材的腐蚀[3]。

（三）选择适当的集输设备

以前在天然气集输过程中，遇到腐蚀严重的管道就选取强度高的管材进行替换，可是这样的高强的管材成本很高，导致整体经济性很差。因此应该选取成本低廉、耐腐蚀度高的特种合金钢材，这种钢材制作的管材，不仅强度高，耐腐蚀度高，而且价格低廉，经济成本低，有利于整体经济性提高。另外避免使用人工合成的玻璃钢管管材，虽然玻璃钢管材具有寿命长，摩阻低不导电的有点，但是玻璃钢管的导热系数高，容易造成结蜡，从而造成管道的阻塞。在集输设备下沟、运输过程中，要保护设备的完整性，特别是对于保温层、防蚀层的保护，对于出现破损的地方，要及时修补，因为破损的地方最容易出现腐蚀的现象，同时提升设备材料的品质，防治由于质量问题导致设备腐蚀的现象。根据不同的环境选择不同的集输设备，比如在河道之中，管材内部涂防蚀层，外面同样要涂满防水涂料，选择的管材要具有高抗压性，并且保温性能要好，避免出现天然气液化的现象；暴露在空气中的管材要涂隔热层，同时选择管材要以耐高温，耐风化为主，避免长时间阳光照射下出现安全问题。

（四）加强施工管理，增强管道保护

监督施工是保证工程质量的重要手段，只有做好现场监督工作，才能确保工程的整体质量，避免管道的接头处出现吊装时由于钢丝勒过而出现损害的痕迹，而且工人在施工过程中常习惯性在管道上磕锹，容易造成防腐层破坏，进而引起管道的腐蚀。因此要加大市场的施工管理，避免出现由于人为因素导致管道腐蚀的现象。

同时要加强对管线的保护，防止二次破坏的发生。第一，要避免附近施工对管道防腐层的破坏，如，在某城市地铁修建时，由于施工单位工作失误，将一段630天然气管道保护层挖破，而且未采取相应方式就进行回填，导致管线出现大面积腐蚀，严重影响了附近群众的安全。第二要避免深根茎植物对管道防腐层的破坏。在经过水坑池塘时，会生长大量的芦苇，而芦苇根会侵蚀防腐层，使防腐层起不到应有的作用。所以天然气厂要加大日常管理工作，排除事故隐患，对天然气集输设备多加巡视，及时更换腐蚀严重的集输设备，发现有防腐层破损的管线及时涂防腐层等。

结语：天然气作为人们生活中必不可少的新能源，天然气集输系统的腐蚀问题也是人们越来越关注的问题，但是由于环境不同，各个