天然气管道腐蚀原因及防腐保护措施研究

摘要：天然气管道在运行过程中，受到多种因素的综合影响，极易发生管道腐蚀、泄漏问题，严重影响了天然气管道的运输安全。基于此，本文主要对天然气管道腐蚀原因进行了分析，并提出了有针对性的防腐保护措施，从而全面保障天然气管道的运行安全。研究表明：天然气管道腐蚀原因主要包括介质因素、电化学因素和生物因素，相关企业需要采取提高管道材料耐腐蚀性、阴极保护、涂层保护和缓蚀剂保护等措施，确保天然气管道始终处于安全运行状态。

关键词：天然气管道；腐蚀原因；防腐；保护措施

天然气作为一种清洁能源，主要依靠管道进行输送。天然气管道在运行过程中，容易发生腐蚀问题，不仅威胁管道系统的安全性和可靠性，而且将会对天然气管道的使用寿命产生严重影响，因此，对天然气管道腐蚀原因及防治措施进行研究具有非常重要的现实意义。基于此，本文主要从介质因素、电化学因素和生物因素三个方面对管道腐蚀原因进行了分析，

并从提高管道材料耐腐蚀性、阴极保护、涂层保护和缓蚀剂保护等角度提出了防治措施，以此保障天然气管道安全运行。

1 天然气管道腐蚀原因

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，进而在管道低洼位置处逐渐聚集，二氧化碳溶于水后，会产生碳酸，会对管道金属产生腐蚀影响。天然气介质中含有的硫化氢溶于游离水后会对管道产生化学腐蚀行为，在硫化氢和二氧化碳同时存在的前提下，会导致管道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。

1.2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，不可避免的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[4]。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。

1.3生物因素

生物因素主要可以分为两个方面，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[5]；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 天然气管道防腐蚀保护措施研究

2.1提高管道材料耐腐蚀性

提高管道材料的耐腐蚀性是防止出现腐蚀行为的重要措施，通过对我国管道金属材料进行调研发现，由于我国大多数管道的建设时间相对较早，受到建设时期材料工艺的限制，导致金属材料的耐腐蚀性相对较差。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，需要对管道可能会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

2.2阴极保护

电化学腐蚀对于管道本体的危害相对较大，且引起管道电化学腐蚀的因素相对较多，单纯的物理保护措施难以解决电化学腐蚀问题，因此，需要从电化学的角度出发，对管道施加一定的保护措施。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，受到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。

2.3涂层保护

涂层保护属于一种物理保护措施，其主要目的是将管道金属与腐蚀性物质相互隔离，在金属与腐蚀性物质无法直接接触的前提下，金属的腐蚀速率必然会大幅降低。在对管道进行涂层保护的过程中，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，需要对其进行全面的检查，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。

2.4缓蚀剂保护

缓蚀剂保护是针对管道内腐蚀问题所提出的化学保护方法，该方法在油气田集输管道中的应用较为常见。常见的缓蚀剂类型相对较多，不同类型缓蚀剂的作用机理存在一定的区别。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，为了防止天然气管道出现严重的腐蚀问题，对引发管道腐蚀问题的因素进行系统分析非常有必要。虽然，天然气管道腐蚀问题无法避免，但是可以通过采取提高管道材料耐腐蚀性、阴极保护、涂层保护和缓蚀剂保护等措施进行防治，最大限度减缓腐蚀速率，有效延长管道的使用寿命，从而提升企业的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]黎延志.长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施探析[J].化工管理，2020（17）：139-140.

[2]李安.长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施分析[J].石化技术，2020，27（10）：277-278.

[3]巴东辉.天然气管道的化学腐蚀机理及防腐措施分析[J].天然气和化工设备，2019，22（4）：2-2.