埋地天然气管道的防腐技术

1、埋地天然气管道的防腐技术城市化进程的加快，极大的促进了天然气工程建设的发展，我国很多城市已经将天然气作为主要能源应用于发电和汽车燃 料，对于经济的发展及人们生活质量的改善起到非常重要的作 用。本文主要探讨了对天然气管道造成腐蚀的主要原因及防治方 法，希望能提高天然气管道建设质量。一、腐蚀的类型及机理 目前天然气管道还是以埋地为主，受到腐蚀是很难避免的。 腐蚀是金属在周围物质的化学、电化学作用下所引起的一种破 坏，按腐蚀反应原理可分为以下几种形式 :化学腐蚀：因为土壤、 空气或管道中各种化学介质与金属接 触发生化学作用而引起， 不发生化学能向电能的转化， 腐蚀时整 个金属表面流失较均匀，使管壁变

2、薄。电化学腐蚀： 由于电极电位的不同， 在金属表面形成一种微 电池现象，金属在电解质溶液中因失去电子而成为离子被溶解， 形成阳极，电极电位较高的部位得到电子，形成阴极，是与电流 流动有关的腐蚀。生物化学腐蚀： 由细菌生命活动而引起或加速金属破坏的一 种腐蚀。电化学腐蚀的危害最大，发生频率最高，往往使钢管表 面出现凹穴，甚至穿孔。1、管道腐蚀的类型（1）内壁腐蚀天然气管道内壁腐蚀的主要因素为天然气中含有的一定量 水，它在管道内壁生成一层亲水膜， 形成了类似原电池腐蚀的条 件，产生电化学腐蚀 ; 还有就是天然气中含有硫化氢、 二氧化碳、 氧、硫化物或其他腐蚀性化合物，它们直接和金属起作用，引起 化

3、学腐蚀。（2）外壁腐蚀外壁腐蚀可以在架空或埋地钢管上发生， 架空管通常以涂层 实现防腐， 而埋地钢管的化学腐蚀是全面腐蚀， 在化学腐蚀的作 用下，管壁厚度的减薄是均匀的， 因此从钢管受到穿孔破坏的角 度看，化学腐蚀的危害性相对较小。 埋地钢管外壁腐蚀的原因较 复杂，主要为电化学腐蚀。2、腐蚀机理 腐蚀是金属和周围介质发生化学或电化学作用而导致的无 谓消耗或破坏。 金属被腐蚀是由于电极电位的不同， 金属发生电 化学反应时，电极电位较低的部位容易失去电子，形成阳极 ; 电 极电位较高的部位得到电子，成为阴极。存在02和H2O的情况下，Fe（0H）2生成水合氧化铁（铁锈），它是一种疏松物质，浮在 钢

4、铁表面，无保护作用，金属的阳极化反应可继续进行。二、管道腐蚀的影响因素 石油天然气管道的腐蚀发生在管道内部、外部及接头部位。油气管道主要采用埋地、 管沟和架空敷设。 后两者主要用于站场 内管道敷设， 绝大部分油气管道采用的是埋地敷设方式， 对此部 分管道的防护是非常重要的。1、外界条件影响 外界条件应包括周围介质的特性及温度等 :(1) 管道周围介质的腐蚀性影响。介质的腐蚀性强弱与土壤 的性质及微生物密切相关，长输管道涉及的土壤性质比较复杂， 准确评定其腐蚀性非常困难。(2) 温度的影响包括环境温度和管道运行期间产生的温度。 温度的升高， 腐蚀的速度会大大加快。 温度的高低与管路敷设深 度有直

5、接的关系，同时更受地域差别的影响。2、防腐失效的影响 防腐层失效是地下管道腐蚀的主要原因。 腐蚀的原因是防腐 层的完整性遭到破坏，主要由于防腐层与管道剥离或防腐层破 裂、穿孔和变形。(1) 防腐层剥离，即防腐层与管道表面脱离形成空间。如果 剥离的防腐层没有破口，空间没有进水，一般不产生腐蚀。若有 破口，腐蚀性介质进入，就可能出现保护电流不能达到的区域， 形成阴极保护屏蔽现象。(2) 防腐层破裂、穿孔、变形，可直接破坏防腐层，腐蚀介 质从破口进入防腐层， 还能进一步促成防腐层剥离， 在一定条件 下产生阴极屏蔽， 破裂严重时可导致管道腐蚀。 破裂的主要原因 为土壤应力、外力和材料老化。穿孔多由施工

6、时的外力造成。三、管道的防护措施 有效的腐蚀控制与防护成为输气管道安全系统工程的重要 组成部分， 选择适用的腐蚀防护方式是管道防腐的重大课题。 实 践表明 : 输气管道一般采用防腐绝缘层与阴极保护结合的措施， 构成经济而可靠的防腐系统，在实际应用中取得了良好的效果。1、防腐涂层的选择 防腐涂层将管体金属基体与土壤环境隔离， 避免输气管道与 土壤环境直接接触， 是输气管道防腐的第一道防线， 发挥着物理 阻隔作用， 同时涂层为阴极保护提供了电绝缘条件。 需要具备性 能有:(1) 有良好的附着力。具有优异的铁基体附着力，特别要求 湿膜附着力良好。(2) 有良好的抵抗介质渗透性。成膜后，涂层具有尽可能

7、低 的水和氧及其他腐蚀因子的渗透性，起到密封、隔绝、屏障的作 用。(3) 有良好的耐蚀性，包括耐受大气、水、酸、碱、盐、其 他溶剂等介质的腐蚀。(4) 具有优异的物理机械性能，能够抵御管线在土壤中的蠕 动，随钢管热胀冷缩、移动而不剥离。2、阴极保护根据提供极化电流的方法不同， 阴极保护可以分为牺牲阳极 阴极保护和外加电流阴极保护两种。（1）牺牲阳极法 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 蚀溶解产生的电流供被保护金属阴极极化而构成保护的方法， 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

8、“牺牲阳极”。（2）外加电流阴极保护 外加电流阴极保护是利用外部直流电源直接向被保护金属 通以阴极电流， 使之阴极极化， 实现被保护体进入免蚀区而受到 保护的方法，由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电 缆组成。3、环氧煤玻璃丝布防腐蚀施工质量控制钢管在涂覆前，必 须进行表面处理，除去油污、泥土、原涂层等杂物，除锈标准一 般应达到 Sa2 级以上。表面不得有焊瘤、棱角、毛刺等缺陷。涂 刷底漆钢管表面处理合格后， 应尽快涂环氧煤沥青底漆， 刮腻子 对高于钢管表面2mm勺焊缝两侧及其他不平整处，应先打膩子形 成平滑过渡面。 膩子由环氧煤涂料和滑石粉调成， 在底漆表干后 进行刮抹，避免缠玻璃布

9、时形成空鼓。4、沥青玻璃丝布施工质量控制为确保防腐层质量，要求基 底处理达到图纸设计为准。 熬制沥青熬制开始时应缓慢加温， 熬 制温度宜控制在23C左右，熬制中应经常搅拌，并清除熔化沥 青表面上的飘浮物，每锅沥青的熬制时间宜控制在45小时左 右，每口锅熬制57锅后，应进行一次清锅，将沉渣及结焦清 除干净。底漆用的沥青应与面漆用的沥青标号相同 , 底漆表干后， 方可浇涂沥青和缠绕玻璃丝布。沥青浇涂温度以 200220 C为 宜。浇涂沥青后，应立即缠绕玻璃布，缠绕方法同环氧煤玻璃丝 布防腐层， 钢管两端各防腐层应做成阶形接茬。 待沥青层冷却到 100C以下时方可包扎聚氯乙烯工业膜外保护层。外包聚氯乙烯 工业膜应紧密适