关于石油天然气管道的腐蚀与防护措施分析

关于石油天然气管道的腐蚀与防护措施分析

发表时间：2018-06-05T16:01:55.647Z 来源：《基层建设》2018年第9期作者：单姗

[导读] 摘要：近年来，随着我国对石油天然气的需求增加，运输石油天然气的管道也越来越多。

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摘要：近年来，随着我国对石油天然气的需求增加，运输石油天然气的管道也越来越多。然而其在大范围建设使用的同时也面临着管道腐蚀以及防护等问题，管道腐蚀会引起穿孔，甚至会出现爆炸，导致经济损失极为严重。本文主要就石油天然气管道腐蚀与防护技术进行论述与研究。

关键词：石油天然气管道；腐蚀；保护

引言

在我国社会的发展过程中，天然气有着越来越重要的地位，而且天然气的输送直接关系到能源的使用现状。如何对天然气输送管道进行有效的防腐，已经成为了当下热议的话题与主要研究的对象，天然气输送管道如果出现腐蚀，那么就会极易出现天然气泄露、污染等问题，导致不可挽回的严重后果，面对这种情况，采取有效的措施来避免天然气输送管道被腐蚀是非常有必要的。

1石油天然气管道腐蚀的原因

1.1钢制材料制作工艺

石油天然气管道是钢制的，其制作工艺会影响管道的使用寿命，很容易导致管道腐蚀情况的出现。钢材是金属材料的，会受到温度以及湿度的影响，容易出现腐蚀情况。在对钢管制造工艺进行研究时，微晶结构是比较常见的，但是其对外界环境的要求比较高，钢材表面是不能出现不足的，否则会出现更为严重的腐蚀开裂问题，造成严重的后果。所以钢材制作时需要选择合适的材料以及制作工艺，延长钢管的使用寿命，避免管道被腐蚀。

1.2土壤环境

土壤中存留大量的缝隙这是不可否认的事实，缝隙中含水量很高且充有气体杂质，基于部分盐类存在水中这一实况，此时水演变成导体的角色。又因为敷设地下的管道周边土壤在性质上存在一定的差异性，所以其对金属材料化学性质的影响程度上也存在差异性，此时管道结构上呈现多样性。例如，管道内有杂质滞留、金属表层凹凸不平等状况出现之时，管道内局部金属易形成电力，其会驱动带电荷的金属离子渗入进土壤中，这些金属离子会因为存在多余的电子而形成负电压，而未被电离的电子表现出正电压的态势，在这样的局势中氧化还原反应在管道两侧形成。金属管道电子得失以后便会和土壤一起构建一个回路，电化学电流会在该回路内流通，此时土壤便成为腐蚀金属管道的诱因。

1.3外界原因

这里所说的外界原因主要指的是人为因素，在天然气输送管道的设计、施工中，如果施工工序存在着问题，那么在其使用的过程中，就极易出现腐蚀的情况，如某天然气管道工程中，由于资金不足的问题，在设计和安装过程中偷工减料，这无疑会使天然气输送管道产生腐蚀的问题。另外，没有一个合理的监控系统，对于管道的腐蚀状况也未能进行深入的了解，而且，对于一些大型的建筑、铁路工程的建设，也很容易对天然气输送管道造成一定的影响，如破坏管道、散落的电线影响管道的强制电流等问题，都可能会使管道发生腐蚀的现象。

1.4管道应力

管道运行过程中，输送压力会影响管道，由于压力波动，出现应力腐蚀，进而造成管道破裂，裂痕在应力冲击下逐渐扩大，出现恶性循环，导致管道被腐蚀。这时的管道是没有应力水平的，因此无法均匀的抵抗，如果抵抗能力较强，是不会出现较多的的裂痕的，但是抵抗能力比较弱的，就会出现严重的应力腐蚀。

2石油天然气管道腐蚀的防护技术

2.1外涂层防护技术

首先，常温固化陶瓷防蚀涂层技术，利用粘结剂、陶瓷粉，将其混合，涂在金属管道的表面，使其在常温下固化，从而对金属管道进行有效的保护。这种方法还可以修复一些部分管道被腐蚀的情况。其次，煤焦油瓷漆，这种方法的使用寿命比较长，吸水率不高，耐微生物腐蚀切电绝缘性比较好，这种煤焦油瓷漆已经使用了几十年，但是由于对环境污染比较严重，因此逐渐被其他方法所替代。第三，无溶剂聚氨酯涂料，这种方法固化时间补偿，能够抗阴极剥离，其抗磨损能力强，抗土壤应力能力也较高，有很好的粘结性，涂层的厚度一般在1.3mm左右，管道的温度需要低于80℃。第四，三层复合涂层，其构成涉及环氧粉末底层、粘结剂中间层和聚烯烃外护层。三层复合涂层的粘结性比较好，防腐蚀能力强。但是这种方法的工艺是比较复杂的，在施工过程中会出现膜下腐蚀的情况。当前这种方法在很多成品油管线上都有应用。第五，溶结环氧粉末涂层，这种方法将固态环氧树脂、固化剂以及多种助剂进行粉碎加工制造，钢管有很强的粘结能力，机械性能比较好，温度较高，能够耐磨损、耐土壤应力，在大部分土壤中都能够应用。但是这种方法也存在不足，出现损伤，其抵抗能力不强。

2.2阴极保护方式

阴极保护有两种方法：外阴极法和牺牲阳极法。外加电流法是将电流的负极连接到受保护的管道上，并将电流的正极与管道的辅助阳极连接。这样可以将电流导入地面，保护的钢管表面只产生还原反应，不发生离子氧化的化学反应，达到保护效果。牺牲阳极法是一种金属或合金连接到受保护的管，形成一个新的原始电池。牺牲连接的金属或合金以保护受保护的钢管进入阴极。具体的原理是将受保护的金属与提供直流电流的金属连接起来，然后用金属极化保护，从而降低腐蚀速度。

2.3加缓蚀剂

缓蚀剂由于使用方便、成本低和见效快等特点引起了人们的重视。一般认为缓蚀剂的作用机理是成膜理论、吸附理论和电化学理论，缓蚀剂中的原子通过化学键与管壁金属形成保护膜，从而保护管道。常用的缓蚀剂主要有咪唑啉类、胺类、有机磷酸盐类、炔醇类、吗啉类等等。这些分子及化学结构均由极性基团和非极性基团构成。其中在酸性环境下，咪唑啉类可以发挥明显的效果。

2.4电化学防腐措施

在对管道进行防腐过程中，可以采用电化学防腐措施，所谓电化学防腐措施，就是指使用氧化剂或者是外加电源来进行极化，这样被

其保护的金属就会呈现出一种钝性状态，这样金属就可以有效的避免土壤腐蚀。在使用阴极保护措施的时候，需要将管道表面进行阴极极化，这样管道中的金属就会转变为电位均一的阴极，此阴极和其它构成电化学腐蚀电池，这样就可以对管道进行有效的保护。在当前的管道保护中，比较常见的就是上述两种电化学保护措施，通过这些保护措施的落实，可以促使天然气长输管道被腐蚀几率降低，进而促使管道更好地输送天然气。

2.5土壤腐蚀及其防护

目前，埋地管道的防护主要是外防腐和电气保护。外防腐有多种，包括沥青、塑料防腐保温、环氧粉末涂料、搪瓷涂料和水泥砂浆涂料。沥青是最常用、最有效的防腐材料。塑料防腐涂料在强度、弹性、化学稳定性、耐水性、电气绝缘性等方面都优于沥青，但价格昂贵。目前，它不能与沥青竞争，只能在特殊场合使用。首先，外加阴极保护法。保护半径R=15，随着直流功率的增加，可使金属管形成负电位到土壤，避免腐蚀。因此，在管道沿线设置阴极保护站是十分必要的。其次，牺牲阳极保护。引入比金属管道和管道材料的金属电极电位越负，都与土壤形成电池电解液，从而保护管的腐蚀，但阳极输出电流损伤过程，一般可用阳极镁、铝、锌及其合金等的保护管道的保温应采用这种方法在很好。再次，排水保护法。将管道连接到附近的能产生杂散电流的电气设备，使水流不通过单向流电源的土壤和负极，从而保证管道不受腐蚀。

结语

石油天然气管道运输成本较低，能够很好的适应环境，其发展前景是比较好的。但是也需要注意管道腐蚀，要采取有效的措施和方法避免管道被腐蚀，保证石油天然气管道运输安全推进。当前能源事业不断推进，必须要提高对管道防腐蚀问题的重视程度，采取有效的防护技术，促使石油天然气管道腐蚀的问题得到妥善的处理。

参考文献

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