天然气集输管道腐蚀因素分析与防护措施

摘要：通过将天然气管道和原油管道进行对比发现，在对原油进行输送的过程中，介质会在管道内壁位置处产生油膜，这层油膜对管道内壁具有保护作用，进而使得管道内部腐蚀速率降低，但是对于天然气管道而言，由于管道内壁无法产生油膜，腐蚀性物质会与管道内壁金属直接接触，最终导致管道内腐蚀速率增加。同时，还有其他的因素会对管道腐蚀问题产生严重影响，如何降低管道腐蚀速率成为一项重要问题。通过对管道进行合理的保护，不但可以防止出现安全风险问题，还可以延长管道的使用寿命，这对于保障企业的经济效益以及防止出现环境污染问题十分有利。

关键词：天然气；集输管道；腐蚀分析；防护措施

1长输天然气管道腐蚀因素分析

1.1介质因素

天然气介质中的游离水以及酸性物质是引起管道内壁腐蚀的主要因素。酸性物质主要指的是二氧化碳和硫化氢。在对介质进行输送的过程中，随着介质温度的降低，介质中的水分将会逐渐析出，介质会携带游离水同时运动，进而在管道低洼处逐渐聚集，二氧化碳溶于水后，会产生碳酸，会对管道金属产生腐蚀。同时，碳酸属于一种弱酸，通过将弱酸和强酸进行对比发现，在强酸对金属进行腐蚀的过程中，所产生的腐蚀产物膜相对较为致密，进而可以对管道金属起到一定的保护作用，但是对于弱酸而言，虽然也会产生腐蚀产物膜，但是其密度相对较小，无法对管道金属起到合理的保护作用，由此可见，弱酸对于管道金属的危害相对较大。在硫化氢方面，天然气介质中含有的硫化氢毒性较大，引起的腐蚀行为主要可以分为两种类型。首先，硫化氢溶于游离水后会对管道产生化学腐蚀，在硫化氢和二氧化碳同时存在的前提下，其腐蚀行为存在协同性，进而会导致金属的腐蚀速率大幅增加；其次，硫化氢的存在会导致管道焊缝位置处出现氢脆，严重降低管道金属的强度。另外，在进行介质输送的过程中，管道起端位置处的温度相对较高，化学反应的进行与温度具有很强的联系，随着温度的逐渐提升，化学反应的进行速率也会提升，因此，在管道起端位置处的腐蚀速率相对较快。

1.2土壤化学因素

土壤中含有大量的化学物质，尽管我国大多数天然气管道外壁都已经敷设了外防腐层，但是由于防腐层非常容易遭受破坏，在管道金属与化学物质直接接触的情况下，必然会导致外壁的腐蚀速率增加。另一方面，我国部分管道的防腐层施工效果相对较差，在管道长时间运行以后，防腐层与管道本体之间会出现分离的情况，导致土壤中的水分和化学物质进入到管道本体与防腐层之间，这也是管道容易出现外腐蚀问题的主要原因。土壤中的化学物质含量相对较为复杂，且对于不同类型的区域而言，化学物质的类型以及含量也将存在较大的区别，因此，我国不同区域管道面临的土壤腐蚀问题也将存在一定的区别，保障防腐层的有效性是防止出现严重管道外腐蚀问题的重要措施。

1.3电化学因素

由于我国管道穿越的区域相对较多，在部分管段位置处，不可避免地需要与电气化设施交叉或并行，电气化设施在使用的过程中会产生大量的杂散电流，杂散电流会逐渐向地层中移动，根据管道设计的相关要求，管道与电气化设施之间需要保持一定的距离，但是如果电气化设施产生的杂散电流密度相对较大，且由于管道金属对于杂散电流具有一定的吸引力，导致大量的杂散电流在管道金属位置处聚集，最终使得管道出现严重的电化学腐蚀问题。对于长输管道而言，不同区域的土壤电位也存在一定的区别，因此，管道不同位置处非常容易形成原电池，导致管道出现严重的电化学腐蚀行为。通过对电化学腐蚀和化学腐蚀进行速率对比发现，电化学腐蚀的速率相对较快。由此可见，该种类型的腐蚀行为对于管道的危害相对较大。

1.4生物因素

首先，由于地层中含有大量的微生物，在对介质进行处理的过程中，并没有针对微生物进行处理，导致大量的微生物与介质同时进入到管道中，进而会导致管道出现微生物内腐蚀问题；其次，土壤中也含有一定量的微生物，这种微生物通常以硫酸盐还原菌为主，在微生物生命活动的过程中，不但会对管道的防腐层产生破坏，还将会产生大量的酸性物质，这部分酸性物质将会对管道金属产生严重的化学腐蚀行为。

2长输天然气管道腐蚀防护措施研究

2.1改善材料耐腐蚀性

近年来，随着科学技术的快速发展，出现了大量的耐腐蚀金属材料，耐腐蚀性材料的出现对于保障管道运行安全十分重要。对于我国的新建管道而言，在进行管道设计的过程中，需要对管道可能出现的腐蚀行为进行全面的分析，如果管道可能遭受的腐蚀作用相对较为严重，则需要采用耐腐蚀性强且强度高的材料，对管道进行全面的保护。对于已建管道而言，需要定期对管道进行合理的检测，根据管道本体缺陷的分布情况，对管道进行全面的安全评价，如果管道运行的安全系数相对较高，只需要对缺陷位置进行合理的补强即可，如果管道运行的安全系数相对较低，则需要对腐蚀严重的管段进行更换，在对管段进行更换的过程中，优先推荐使用耐腐蚀性强的材料。

2.2涂层保护

首先，需要对涂层材料进行合理的选择。目前市场上常见的涂层材料相对较多，且众多先进的涂层材料也在逐渐的涌现，对于不同类型的涂层材料而言，其使用性能存在较大的差距，因此，企业需要对常见的涂层材料进行全面的对比分析，了解不同材料的性能，以便可以对其进行合理的选择；其次，在对涂层进行施工的过程中，需要按照相关的标准规范以及施工要求进行，施工之前需要对管道外壁进行全面的清理，防止外壁存在水分和杂质，水分和杂质的存在会对涂层的粘附性产生严重影响，在涂层施工结束以后，需要进行全面的检查，在涂层材料不存在缺陷问题且涂层材料与管道本体之间粘附性相对较好的前提下，才能对管道进行下沟作业和管沟回填；最后，管道在使用一段时间后，受到第三方施工以及植物根系生长等因素的影响，其防腐层可能会出现破损问题，因此，需要定期邀请专业机构的工作人员，对管道的防腐层进行全面的检测，及时发现防腐层的破损位置，并进行全面的修复，防止因防腐层破损引发严重的管道外腐蚀问题。

2.3阴极保护

首先，在管道投产运行以后，需要定期对管道沿线的情况进行调研，检测不同区域杂散电流的分布情况以及土壤电位的分布情况，如果某些区域杂散电流的密度相对较大，则可以在这些位置处安装排流桩，进而可以将杂散电流导入地层中，防止杂散电流在管道金属位置处聚集；其次，需要引入阴极保护的措施，阴极保护属于一种常见的电化学保护措施，该种类型的措施已经在我国部分管道中得到了成功应用。从使用原理的角度出发，阴极保护既可以防止出现严重的电化学腐蚀问题，又可以防止出现化学腐蚀问题，在管道距离相对较短的前提下，可以使用外加电流的阴极保护措施，在管道距离相对较长的前提下，可以采用牺牲阳极的保护措施，在阴极保护装置使用一段时间后，受多种类型因素的影响，保护电位可能会出现失效的问题，因此，工作人员需要定期对阴极保护措施进行全面的检查，如果发现保护电位和保护电流存在不合理的问题，则需要对设备参数进行合理的调整，以此使得该种保护措施可以充分发挥作用。

2.4缓蚀剂保护

一般情况下，工作人员需要根据管道内腐蚀性介质类型的不同，对常见的缓蚀剂进行合理的选择，针对不同类型的缓蚀剂，相关企业可以通过实验的方式，验证不同类型缓蚀剂的缓蚀效果，以此选择性能最佳的缓蚀剂。对缓蚀剂的添加量进行合理的计算也十分重要，企业需要根据管道输送介质的实际情况，通过计算，确定缓蚀剂的最佳添加量，此时不但可以充分发挥缓蚀剂的应用效果，还可以防止出现缓蚀剂浪费问题，有利于全面保障企业的经济效益。

3结束语

综上所述，为了防止管道出现严重的腐蚀问题，有必要对引发管道腐蚀问题的因素进行系统分析，了解不同腐蚀问题出现的原因，对常见的管道保护措施进行详细的研究，从各个角度出发，对常见的保护措施进行组合使用，进而全面降低管道金属腐蚀速率，这是保障管道运行安全的重要措施。