張浩

摘要：目前在管道輸送石油天然氣時(shí)的工作中，地形復(fù)雜、天氣惡劣都會(huì)在一定范圍內(nèi)影響天然氣管道的耐久性和腐蝕潛力。天然氣中的腐蝕丟棄物失效可能會(huì)造成石油燃料的泄漏，浪費(fèi)石油資源，甚至可能引發(fā)爆炸事故，造成重大人員傷亡。因此，有效地防止管路的腐蝕性質(zhì)是實(shí)現(xiàn)天然氣運(yùn)輸管路正常供應(yīng)的一個(gè)重要前提。本文簡(jiǎn)單介紹了天然氣管道中水泥腐蝕的主要現(xiàn)狀，接著就從內(nèi)部和外部?jī)蓚€(gè)方面來(lái)分析天然氣管道水泥腐蝕產(chǎn)生的主要原因。將天然氣從各自的角度推薦出了一套防腐措施，使其能夠合理、安全地運(yùn)輸石油天然氣。

關(guān)鍵詞：石油天然氣管道;內(nèi)腐蝕;外腐蝕;防護(hù)

引言

由于目前的石油天然氣管道運(yùn)輸主要還是采用石油管道運(yùn)輸。然而，管道的暢通運(yùn)輸卻同時(shí)面臨著運(yùn)輸環(huán)境惡劣、土壤松散、地形復(fù)雜等諸多挑戰(zhàn)。這極大增加了對(duì)天然氣管道的耐蝕性和強(qiáng)度。另外，根據(jù)目前的相關(guān)資料，天然氣管道若要采取安全防腐技術(shù)，其安全運(yùn)行年限應(yīng)該為25年。反之，只能維持2-3年。所以，如何有效地對(duì)其進(jìn)行防腐處理就成為當(dāng)務(wù)之急。

一、現(xiàn)狀

管道上的天然氣運(yùn)輸場(chǎng)地就是指把自己的天然氣經(jīng)過(guò)油氣提供場(chǎng)地輸送至其他地區(qū)。為此，管道必須經(jīng)受不斷發(fā)生變化的環(huán)境。此外，天然氣本身也包括了一些具有腐蝕性的氣體。由于這些內(nèi)外部的影響，使得管道受到了嚴(yán)重的侵害。

由此可見(jiàn)，天然氣管路中的污水銹蝕問(wèn)題十分嚴(yán)重。盡管長(zhǎng)期以來(lái)都有政府和地方部門(mén)制定了預(yù)防天然氣腐蝕問(wèn)題的政策，但是這些問(wèn)題并未能夠得到有效地解決。

一些城市更傾向于采用無(wú)腐蝕性的塑料管道來(lái)替代。但是，塑料管不適合一般用途，因?yàn)樗蠕撥?、抗壓性差、而且脆。例如，在非常寒冷的地區(qū)，塑料往往會(huì)在較低的溫度下變脆，從而造成天然氣的泄漏[1]。因而，如何有效防止石油和天然氣輸送管道中對(duì)鋼材產(chǎn)生的腐蝕，這無(wú)疑是一個(gè)迫切需要解決的難題。

二、腐蝕機(jī)理

天然氣主要分布在河流和沿海一帶。比如塔里木盆地，渤海灣。因此，天然氣的管道會(huì)受到水土流失和大量的海水侵蝕。對(duì)天然氣管線的腐蝕主要有兩個(gè)方面。一個(gè)是外部的腐蝕。外部環(huán)境會(huì)使鋼材的腐蝕。主要有固體腐蝕、水性腐蝕、氣體和液態(tài)腐蝕等，其次是內(nèi)腐蝕。天然氣自己體內(nèi)包括了腐蝕性的鋼鐵和其他可能會(huì)腐蝕空調(diào)系統(tǒng)的管路中的化學(xué)品。

（一）天然氣管道外腐蝕

固體腐蝕：主要指由于管道在地下埋設(shè)時(shí)所引起的土層腐蝕。土壤中包含大量的固體、液態(tài)和氣質(zhì)。其中某些成分含有一定的化學(xué)元素，如氧化鐵，會(huì)與其他物質(zhì)發(fā)生某種化學(xué)反應(yīng)而直接導(dǎo)致銹蝕。有些土壤pH酸堿度相對(duì)較高，更容易侵入管道。一般而言，天然氣管道的水土流失主要是由于地表土壤pH酸堿度、土壤含水量、地表氣體質(zhì)量、土壤孔隙度等多方面因素所影響[2]。

對(duì)于水體的侵害性腐蝕：因?yàn)槟壳霸S多自來(lái)氣和水上排放的管道均分布于沿海和內(nèi)陸。比如，渤海灣曾經(jīng)是重要的自然氣田。所以當(dāng)一個(gè)管道內(nèi)部處于這種環(huán)境中時(shí)，水分子的陽(yáng)極性離子就會(huì)被影響。由于水分子和陽(yáng)極離子由于與管道有很大一段時(shí)間的接觸引起了電荷的轉(zhuǎn)移，并與鋼材料表面產(chǎn)生了氧化和還原的反應(yīng)[3]。當(dāng)鋼的一些部位被水所腐蝕后，其銹蝕速度隨之增加，保護(hù)管道變得越來(lái)越困難。

氣體化學(xué)腐蝕：主要的是指由于同時(shí)暴露在惡劣空氣環(huán)境中的各種有害可能氣體包括諸如二氧化硫、氯化物等的有害化學(xué)氣體顆粒，與其他已經(jīng)同時(shí)暴露在惡劣大氣環(huán)境條件中的其他氣體空氣之間間接發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)而直接引起的氣體腐蝕。按照給水管道中主要暴露污水地點(diǎn)的不同，可以將其大致分為給水工業(yè)、海洋、農(nóng)村、城市、地下水等幾種。

（二）天然氣管道腐蝕

當(dāng)管道向輸送天然氣時(shí)，管道的內(nèi)壁接觸到輸送媒介。但由于鋼管的輸送介質(zhì)中包括了溶解氧、硫化氫等具有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，它們可能會(huì)直接侵蝕到鋼管的內(nèi)壁。此外，管道中的自來(lái)水和天然氣也會(huì)在一定的壓力下進(jìn)行液化。這樣，管道中就含有了固體、液態(tài)和氣體。在進(jìn)行天然氣運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，這三種物質(zhì)可以引起多相流侵蝕，最終使其腐蝕到管道的內(nèi)壁。

三、管道的防腐方法

（一）外部防腐層工藝

在管道外部使用了防腐涂層工藝。目前在市場(chǎng)上使用的涂料主要是使用環(huán)氧粉末，這類(lèi)涂料的主要優(yōu)點(diǎn)之一就是對(duì)于鋼材的附著力強(qiáng)、耐冷彎、抗磨。目前，在利用這些原材料對(duì)外防腐進(jìn)行涂層處理的技術(shù)相對(duì)比較成熟，但是其價(jià)格相對(duì)比較合理。專(zhuān)家們預(yù)測(cè)，這些新型防腐材料在未來(lái)還將繼續(xù)被研究和應(yīng)用。但是，對(duì)于石油天然氣管道的防腐處理工作，所需要使用的材質(zhì)非常多，而且并不便宜。因此，我們有必要加大技術(shù)研究的力度，開(kāi)發(fā)出一種價(jià)格低廉、防腐性能好、易于應(yīng)用的材料。

（二）內(nèi)涂層技術(shù)

內(nèi)涂層技術(shù)主要指在管道內(nèi)部直接涂抹各種液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧粉末等材料，以有效減少與管道內(nèi)部的摩擦，延緩或防止其他物質(zhì)對(duì)管道內(nèi)部的腐蝕。內(nèi)涂處理技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面：可有效提高其流動(dòng)性，減少沉淀和維修量，更清晰地檢查管道內(nèi)表面。

（三）陰極保護(hù)技術(shù)

對(duì)天然氣管道使用的陰極保護(hù)技術(shù)主要是通過(guò)額外對(duì)其在管道表面損壞涂層進(jìn)行保護(hù)以防止其被腐蝕。目前在工業(yè)中應(yīng)用較多的是外加電流陰極法，適合于使用長(zhǎng)距離、大口徑天然氣管道，不受工業(yè)地形條件的影響。陰極腐蝕性防護(hù)因?yàn)榫哂薪Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、工作量小、對(duì)周?chē)慕饘俨牧系母蓴_小等優(yōu)勢(shì)而被廣泛采用。

陰極保護(hù)技術(shù)具體說(shuō)就是指向自己的天然氣管路內(nèi)部注入了一定數(shù)量的直流電，管路內(nèi)部的表面會(huì)受到電流波動(dòng)的影響而發(fā)生陰極極化，從而可以減弱或者有效地消除被腐蝕的各類(lèi)原子電池之間的電極相位差[4]。防止對(duì)土壤和水管路的腐蝕。陰極性保護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用條件主要有以下幾個(gè)方面：土壤的耐受腐蝕性介質(zhì)必須是具有高度導(dǎo)電性，管道中受保護(hù)的任何金屬材料必須極易產(chǎn)生陰極性的變形。

四、結(jié)束語(yǔ)

天然氣和可再生能源是十分重要的資源。為了保障對(duì)于石油和天然氣的安全運(yùn)輸，一方面應(yīng)盡量采用先進(jìn)的天然氣管路和防護(hù)工藝，另一方面應(yīng)積極加強(qiáng)對(duì)于防護(hù)性材料的開(kāi)發(fā)，以更便宜的價(jià)格并且相應(yīng)開(kāi)展更強(qiáng)有效的防腐功能。

參考文獻(xiàn)

[1]朱偉，趙會(huì)軍，齊玉成，朱宇軒.探析天然氣管道腐蝕與防腐蝕處理技術(shù)[J].石化技術(shù)，2016：251.

[2]呂碩，祁?lèi)?石油天然氣管道的腐蝕與防護(hù)[J].中小企業(yè)管理與科技，2020：195-196.

[3]柴明.石油天然氣管道腐蝕與防護(hù)技術(shù)分析[J].石化技術(shù)，2017

[4]尤財(cái)，姬文學(xué)，張博.天然氣管道腐蝕和防腐處理技術(shù)探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016