摘要:天然气是我国各领域广泛使用的重要能源,随着我国工业化的不断发展,天然气的使用也越来越广泛,保障其储运过程的安全性尤为重要。天然气的主要运输方式是管道运输,目前我国管道防腐问题依然没有彻底解决,管道的腐蚀不利于天然气的储运,严重者还有可能发生重大安全事故。因此,寻找有效的管道防腐措施,对于我国的天然气储运工程意义重大。关键词:天然气储运;管道防腐;有效措施引言由于天然气管道是天然气安全运输的重要保障,因此,做好天然气管道的防腐工作就非常重要。天然气管道防腐性能好坏不仅决定着管道使用寿命的长短,更决定着社会的稳定发展。1、天然气管道防腐的重要性以及腐蚀的原因天然气管道一般情况下都为钢质结构,在自然环境的作用下就会引起管道的破坏或者变质,进而产生腐蚀。金属管道在腐蚀之后,其色泽、外形以及机械性能就会发生相应的变质,长期下去,就会缩短天然气管道的使用寿命,还会对运输的天然气资源造成质量影响,严重情况下还会造成天然气的泄漏,对生态环境产生急剧污染。造成天然气管道产生锈蚀的原因有化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀是指物质之间发生化学反应从而引起管道发生腐蚀。天然气管道为钢质结构,当管道长时间暴露在自然空气中,就会与空气中的氧气、硫化氢、二氧化硫、氯气发生接触,在金属表面上就会生产氧化物、硫化物或者氯化物。此外,金属管道在干燥和常温的空气下,不容易产生腐蚀,但是在高温情况下就容易被氧化腐蚀,甚至还会出现脱碳的情况。天然气管道输送的天然气中还有很多的有机硫化物、环烷酸等化学物质,这些化学物质对金属管道也会产生化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属和电解质溶液发生接触时,在电化学作用下,引起天然气管道的腐蚀。当天然气金属管道与自然界中的大气、土壤、湖泊、海洋等介质接触时,这些介质中大多都含有不同浓度和性质的二氧化碳、二氧化硫、氰化钠以及灰尘等电解质溶液。当金属管道完全暴露在潮湿的空气中时,管道就会将这些介质吸附到自身表面,这样就会在管道表面形成一层薄膜,进而发生电化学反应。2、针对天然气管道的腐蚀机制进行分析管道防腐指的是为减缓或防止管道在内外介质的化学、电化学作用下或由微生物的代谢活动而被侵蚀和变质的措施。输送天然气的管道大多处于复杂的土壤环境中,所输送的介质也多有腐蚀性,因而管道内壁和外壁都可能遭到腐蚀。一旦管道被腐蚀穿孔,即造成天然气漏失,不仅使运输中断,而且会污染环境,甚至可能引起火灾,造成危害。根据相关的资料表明,由于管道腐蚀所造成的损失高达上亿美元。因此,管道防腐对管道有着极为重要的作用。目前,国内的天然气管道普遍是以埋地的手段将钢管埋在土里,储运过程当中会有一些腐蚀性较强的介质以及含有水以及气体元素侵蚀到管道里,而且伴随着高温高压等情况,导致金属在土壤中的腐蚀情况特别严重,会导致管道出现外部破坏穿孔的情况,使管道的油料泄露,对周围环境造成严重的破坏。国内的天然气管道普遍埋在土里,埋在地下的管道会严重受到环境因素的影响,具体的影响因素有土壤腐蚀、细菌腐蚀以及杂散电流腐蚀。因为土壤是存在着一定的固液气三相的毛线管多孔性胶物质,其主要被空气以及水所填满,而且水中还具有一定的盐成分,导致土壤根据着一些物质产生一定的离子导电性。并且土壤的物理化学成分性质不均匀,金属材质的电化学不均匀性导致埋地管道容易出现电化学腐蚀。3、天然气储运中的管道防腐措施3.1控制管材质量天然气中含有大量具有氧化性、腐蚀性的物质,很容易与储运管道形成化学反应,造成管道的腐蚀等问题,因此,天然气储运管道材料的选择尤为重要,只有提高管材的质量,才能提高天然气储运管道的防腐能力,确保天然气储运工程的安全稳定。在选择管材时,要选择符合国家标准的高质量的材料,尤其是防腐材料的选择,一定要达到工程规定的防腐标准,这样才能保证施工以及日后防腐工作的顺利进行。此外,管材的规格也要符合标准,管径的大小、管壁的厚度等都要根据实际考察情况进行严格的控制,保证天然气储运管道尽可能地延长使用寿命,提高耐腐蚀性。3.2选择正确的防腐层材料和技术防腐层材料的选择在一定程度上决定了天然气运输管道的。防腐材料的选择要根据实际经验和外部环境考察进行,尽量选择耐磨、抗腐蚀、耐高压高温的材料,例如双组分液体环氧涂料就具备这些特征,此外,这种涂料还具备非常强的吸附力,方便吸附在涂层上,能够保证天然气储运管道正常工作。在防腐层技术上,煤焦油磁漆防腐层技术、新型三层PE防腐层技术、溶解环氧粉末防腐层技术是目前我国常用到的防腐层技术,其本质都是在管道外涂一层防腐材料,能够有效起到保护管道的作用。3.3内部防腐技术管道的防腐层不仅有外防腐层还有内防腐层,内防腐层主要是将一些防腐物质涂抹到管道的内壁中,相比外防腐层,不会收到土壤的侵蚀危害,以下对内防腐层进行概括分析。环氧粉末涂层是一种热固体粉末,主要的特点为使用温度较广,且整体的化学稳定性较好,耐酸碱性物质性能较强,使用性能较为优越。其涂抹的原理为利用高压电的电场原理,将环氧粉末喷抹在天然气管道的内壁中。这种方法在有效提高整条管线的防腐效果同时,还能增加经济效益以及优化施工。外加强制电流阴极保护。这种技术是将管道进行阴极化,避免管道本身出现失去电子而产生腐蚀的情况。此类技术的主要特点为保护距离较长,而且具备一定的可控性,可以根据管道的腐蚀情况来随意调节输出电流的大小。目前国内普遍采用该技术进行天然气管道防腐,而且使用的情况较为良好。水泥砂浆内衬防腐,虽然国内使用此技术的情况较多,但是会让管道内壁出现空鼓的情况,并且此类技术的渗水能力较差,对环境的要求较为苛刻。因为水泥的使用量较多,使得整体的收缩性较强,如果使用操作不当,那么就会让空鼓的现象更为严重,随着时间的增长,再受到震动之后,导致空鼓的范围扩大,防腐层起壳脱落。3.4外加电流阴极保护防腐此项技术措施在现阶段的管道防腐施工中同样应用广泛。为避免管道传输介质期间因电化学作用产生腐蚀问题,可通过辅助阳极与电流的方式控制管道埋设土壤内的电流流量。施工人员可以选用石墨颗粒或冶金焦炭作为回填材料,将上述材料填充至管道埋设区域土壤阳极周边,以降低地床接地电阻,形成阳极地床,进而达到预防电化学腐蚀的效果。并且,从防腐施工方案实用性的角度上来看,外加电流阴极保护防护技术能够科学控制输出电流,管道防护保护的面积大。随着本技术方案使用规模的扩大,资金投入也相应减少,因此在目前管道施工实践中,本方案的可行性是非常高的。但同时也需要注意的一项问题时,本方案大规模使用时存在电磁干扰的问题,为确保应用质量,需要做好电源维护以及电源管理的工作。结束语天然气储运过程中的管道腐蚀问题是影响天然气安全运输的主要因素,做好防腐工作,对于整个天然气储运工程意义重大,采取有效的管道防腐措施如控制管材质量、加强内外部防腐、阴极保护技术等能够延长管道的使用寿命,减少天然气资源的损失,保障环境及人民的安全健康,进而推动我国现代工业化进程,促进经济社会进一步发展。参考文献[1]郑伟.浅析长输天然气管道防腐补口施工质量控制[J].全面腐蚀控制,,32(12):98-99.(冯灏四川石油天然气建设有限责任公司四川成都)更多精彩请投稿邮箱:xfdk.
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