天然气长输管道的腐蚀与防护措施

摘要的急剧增加，而管网设施是天然气发展的基本条件之一,也是国家现代化的重要标志，特别是城市燃气管网设施的建设，它是一个城市生存和发展的施。天然气管道从天然气供应场所到其使用地方，经过各种各样复杂的地形，管道所处环境千变万化，且天然气中往往含有硫化氢、二氧化碳等酸性气体，它们对天然气管道造成腐蚀威胁，影响天然气管道的平安运行，因此天然气管道在运营中必。。1引言的定义只局限于金属的腐蚀，它是指金属在别的介质(最常见的液体和气体)作用电化学变化或物理溶解而产生的破坏，这个定义明确指出了金料和环境介质两种在内的一个具有反应作用的体系，金属要发质的作用，而且这种作用是发生在金属与介质的相界上，它不。随着非金属材料(特别是合成材料)的迅速发展，它的破坏引起了人们的重十年代以后，许多权威的腐蚀学者或者研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有材料，即材料腐蚀是指材料受环境介质的化学作用(包括电化学作用)而破从热力学观点看，绝大多数金属都具有与周围介质发生作用而转入氧化(离腐蚀而生锈，埋于地下的金属管道因腐蚀发生穿孔，钢铁在轧制过程空气中的氧作用产生了大量的氧化皮，在化工生产中金属机械和设备常与强腐蚀性介质(如酸，碱，盐等)接触，尤其在高温高压和高流速的工艺条件等，其造价远超过原材料的价格，至于因腐蚀所造成的 (Hoar)报告”估计每年最少损失亿英镑。据美国国家标准局(NBS)调查，1975年。蚀对天然气管道的危害着构的要求日趋迫切,加上环保要求的日益严格和位随着上升[1]。鉴于中国政府为解决城市雾霾问题而推动使用更清洁的能源，国际能源署 的发展，管网设施是天然气发展管网设施大力建设迅速障和国家重要的基础设施。天然气管道是连骨干管道(约4000km)的西气东输工程，配套建设支干线和区域性管道11000~O伤日，同一部位第二次爆管，经查明以上两次爆管均有严重的内腐蚀引起，腐蚀速度天，后来查明第一条管道是外部腐蚀裂纹引起的延性断裂，后一事故是因火灾没有直接原因是管线内壁长期受到腐蚀，管壁变薄所致，因此对天然气管道进行防腐蚀有必要的。2天然气管道的腐蚀特点长输天然气管道在运行中与输送介质发生内腐蚀，同时外壁与土壤大气分别发腐蚀是一种常见的腐蚀形态,包括均匀全面腐蚀和不均匀全面腐蚀。局部腐蚀又可以都造成管壁疏松、脱落以致穿孔,金属的电化学腐蚀是指金属表面与导电离子的介质因发生电化学作用而产生的破坏，任何一种按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含一个阳极反应和一个阴极反应，并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流联系在一起。阳极反应是金属离子从金属转移到介质中和放出电子的过程，即阳极氧化过程。相对应的阴极反应便是介质中氧化剂组分吸收来自阳极的电子的还原过程。天然气管道输送的介质中含总的反应：Fe+2H+→Fe2++H↑2确地评可能生成成宏腐蚀电a率增加[3]。氧的硫酸盐还原菌，硫杆菌和铁杆菌(好氧的细菌)。等环境当管道埋设通过结构不同和潮湿程度不同的土壤时(如通过砂土时)，由于充浓差电池，而使粘土中的金属部分遭到腐蚀，同样，埋在地下的管道(特别是水平方(如在管子的下部)，由于氧到达困难，便成为阳极区，腐蚀就往往是发生在这，由于氧进入较为困难，氧去极化过程较难，所以腐蚀也就较在土壤的腐蚀中，防止它引起的腐蚀有很大的实际意义，杂散电流是由直流电源(如电气火车，有轨电车，电焊机，点解槽，电化学保护等)设备漏失出来的电流，一些地下设备，地下管道，电缆和混凝土的钢筋等都容易因这种杂散电流引起腐蚀，直流电往往从路轨漏到地下，进入地下管道某处，再从管道的另一处流出而回到路轨，杂散电流从管道流出的地方，成为腐蚀电池的阳极区，腐蚀破坏就发生在这个地方，如下图所示，金属的损失量与流过的杂九公斤的铁发生电化学腐蚀而被溶解掉了，可见杂散电流引起的腐蚀也是相当严重对于腐蚀有作用的细菌不多，其中最重要的是硫杆菌和硫酸盐还原菌(厌氧，紧接着，氧化硫杆菌将元素硫氧化成硫酸，造成对金属的严重腐蚀。(2)硫酸盐还原菌(厌氧菌)如果重，主要是由于生物的催化作用，使腐蚀过程的阴极去。生命活动的结构间接地对金程产生影响，主要以下述四种发生影响腐蚀过程：新城代谢产物的腐蚀作用细菌能产生某些具有腐蚀性的代谢产物，如硫酸，有机酸和硫化物等；反应的动力学过程；改变金属所处环境的状况；破坏金属表面有料在常温下潮湿空气中的腐蚀。量的增加而增加。3.天然气埋地钢管的防腐方法性气体造成的类似原电池的电化脱落以致穿孔,不受压力和输送天然气。对于内壁的防腐蚀,主要可从以下两个方面入手：介质作用在金属表面产生电化属的作用是通过抑制上述反应而达到，具体来看，是基于下面三方面的作用：用。但必须指出，涂料用高聚物具有一定的透气性，并与生成降到在实际应用中，一种涂层往往不能很好的起到保护金属的作用，或不能同时满涂刷一至数次，也有的仅是单层结构就同时满足了不同的使用要求，如粉末涂料。地保持绝缘电阻随时间恒定不变；抗剥离性能；抗化性能保持能力强；对环境无毒；能防止地面储存和长蚀材料的主要优缺点、国内外应用状况及评价简述如下:径采用此种覆盖层的防腐蚀管道已超过上万公里。W=I×T×K耐机械损伤,两层之合的复合结构,实现防蚀性能、机械性能的良好结m则有下列关系：I一腐蚀电流强度,AK当量末流阴极保护两种，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的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的电流对被保护金属构成保护的方法，由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增加，故被称作“牺牲阳极”。外加电流阴极保护是利用外部直流电源对被保护体提供阴极极化，实现对被保护体的保护方法。外部电源的负极与被保护体相牺牲阳极保护方法的主要特点是：规模、分散的保护对象；近金属设施干扰小；的时间受牺牲阳极寿命的限制；保护方法的主要特点是：用，但有可能结束语电源、介质电阻率大、所需保护电流大、条件变化大、使保护，因此长输天然气管道适宜用外加电保护电位，是指通过阴极保护金属使金属结构达到完全保护或者有效保护所需达到的电位值，保护电位有时是个电位区间，人们习惯上将为达到阴极保护所诸极化电位中的最正的电位称为最小保护电位，而将最负的电位称作最大保护电位。如果被保护结构的电位太负，超过最大保护电位，不仅会造成电能的浪费，而且还可能由于被保护结构表面析出氢气，造成表面涂层严重剥落或导致金属氢脆，即出现过保护的情况，美国腐蚀工程师协会(NACE)在《埋地和水下金属管道外部腐蚀只单独采用涂层外防腐和阴极保护两种方法对气管道进行阴极保护不加防腐层或防腐层质量经济；如果只采用防腐层不加阴极保护，由于防腐层上有针孔或破损，就会形成大阴极、小阳极 (针孔或破损部分)的腐蚀电池。腐蚀将会集中在破损或针孔处，其腐蚀速度比裸致管道在较短的时间内穿孔，显然只采用防腐层此天然气管道的腐蚀防护大都采用阴极保护与防管道的“联合保护”，是当今世界上公认的管道[3]王遂平，隋国勇，石仁委.用电流梯度法检侧埋地管线防腐层存在的问题及其改法【J】石油工程建设,2008,34(1):36一39[4]苏建国，龙媛媛，高峰，等.油田埋地管线管体腐蚀不开挖检测技术现状与应用[5]徐雯.埋地天然气管道的腐蚀与防护.