摘要：由于天然气本身具有一定的易燃易爆性，再加上天然气管道通常埋在地下，极易受到土壤条件、地质条件、地形地貌等因素的影响，天然气管道受到内部腐蚀和外部腐蚀的威胁。面对这样的现象，防腐工作在天然气管道运行管理中占据着重要作用。本文通过分析天然气管道在运输过程中发生腐蚀的原因提出相应的管道防腐措施，从多个方面保证管道不被腐蚀。
关键词：天然气;管道运输；防腐
近年来，随着经济的快速发展，世界在能源的使用上取得了巨大突破。如今，大部分家庭使用的燃料都为天然气，可以说，天然气已经走入了我们每个人的生活。目前来看，我国天然气资源的运输主要是依靠管道进行，管道一般都为钢制的。由于我国国土面积庞大再加一些天然气需要进行长远距离运输，这些因素导致我国的天然气管道长度十分惊人。在未来的几年里，管道的长度必然会进一步增加。天然气运输过程中由于需要经过各种各样的环境，不可不避免的会造成管道的腐蚀破坏，一旦管道穿孔，将发生油气泄漏，不仅浪费了能源还污染了环境，甚至可能引发一些大的灾害。因此深入了解管道腐蚀的原因并采取一定手段加以防治和保护，对于天然气的运输非常重要。
1天然气管道腐蚀的原因
1.1土壤腐蚀。
土壤是由固相液相气相三种形态组成，土壤中常常会含有大量的水分子，水中的一些离子是造成管道腐蚀的重要因素。当水中的离子与管道接触时发生电荷的转移，管道构成电解池，表面的金属元素发生氧化还原反应，逐渐变成离子溶解在水中，随着时间的增长，管道的腐蚀越来越严重，最后甚至完全泄露。
1.2管道腐蚀因素。
面对水中离子的腐蚀，很多工程在施工过程中都会注意在管道外面包裹一层防腐物质，防止金属管道雨水直接接触，然而，由于施工因素以及后来的环境风化导致外在防腐物质逐渐脱落，土壤中的腐蚀性物质与金属管道外壳接触发生反应，导致管道遭到腐蚀。
1.3金属材料因素。
管道材料的物理化学性质以及表面的形态等因素都会在一定程度上影响到管道的腐蚀。一般来说，金属化学性质越稳定，越不容易与水中离子发生反应，抵抗外界腐蚀能力越强。同时，金属中如果掺入一定量的其他合金元素，会构成原电池，导致腐蚀速度的加快，因此在进行管道材料选择时，应该尽量采用单项合金。除此之外，金属管道的表面形态也会影响到管道的腐蚀效果。越是粗糙的表面越容易受到腐蚀，这是因为粗糙表面由于积累一定的污垢会生成钝化膜，极易受到破坏。
1.4大气腐蚀。
大气中含有的水分会在金属表明发生冷凝进而形成一层水膜，水膜起到电解液的作用，形成了金属与一些离子的反应场所，促进了金属管道的腐蚀。一般来说，在潮湿的环境中，金属腐蚀的速度远远关于干燥环境中的管道。
1.5细菌腐蚀。
细菌腐蚀主要是指土壤中含有的氧化菌、还原菌等细菌在一定的PH土壤中发生大量的增值，并促进一些离子发生氧化还原反应，导致管道表面形成二层复式，因此一般在硫酸盐管道腐蚀的现场都可以闻到硫化氢气味。
2天然气管道防腐技术的应用
2.1涂层防腐技术。
涂层防护是管道防护最基本的方法。它的主要原理在于采用一些特殊材料涂抹到管道外侧，起到隔离金属管道的作用，腐蚀性物质无法与金属直接接触，因而起到防腐的作用。值得注意的是，有些管道在架设过程汇总不可避免的经过一些环境比较恶劣的地区，因此这就对涂膜材料的选择提出了要求。一般来说，涂膜材料应该满足以下几个要求：材料自身性能稳定，不会与周围腐蚀性物质发生反应，水的渗透率低，防止水与管道的接触，耐微生物腐蚀能力强，出现问题时方便修复，成本低，可以大规模使用，满足防腐要求的前提下满足工程要求。
① 冷缠胶粘带 冷缠胶粘带防腐在油气管道上应用已有40年的历史，到1990年世界上有近30万公里的管道采用胶粘带防腐，由于其优越的防腐和 施工性能，使它在管道防腐体系中占有一定的优势。
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②熔结环氧粉末 该防腐层是采用热固性粉末涂料的薄涂层，国外早在60年代就已经普及应用。我国在80年代开始研究此种涂敷技术和涂料，特别适合于埋地或穿越大江、河流，沼泽地等地方，如黄河穿越管道工程、海河下游穿越管道工程。这种防腐技术已比较成熟，且经实际应用检验。
③聚乙烯夹克 埋地钢质管道聚乙烯防腐技术，主要是指通过挤压包覆或缠绕聚乙烯获得管道外防腐层技术。
④石油沥青 石油沥青是我国和东欧国家的传统防腐材料，施工方法与煤焦油瓷漆相似，加强带为玻璃布。在施工过程中，现场熬制沥青会产生大量废气，对大气造成污染，不符合环保要求，因此这种防腐做法逐渐被取代。
⑤环氧煤沥青 环氧煤沥青防腐涂料是冷涂型涂料。在国内于1978年开始使用，近十余年在石油化工和城建等部门的输油，输气、自来水，热力，燃气等方面的埋地钢质管道和钢制储罐防腐蚀工程中的用量明显上 升。
2.2改善金属的本质。
根据不同的用途选择不同的材料组成耐腐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强钢的防腐蚀能力。
2.3阴级保护技术
①外加电流阴极保护技术，其主要是借助阳极在回路当中通入一个直流电，将其通过被保护的金属天然气管道来确保金属天然气管道变成阴极，从而达到保护管道免受腐蚀的目的，其具有广泛的适用范围，同时对环境要求较低，但保护时间较长，适用于大部分天然气管道，但为了避免石油管道出现电流流失，需要做好管道的绝缘措施。
②牺牲阳极阴极保护 ，其采用电位法保护金属天然气管道。牺牲阳极保护就是将负数电位金属和被保护的金属连接，并将其放置在同一电解质中，使负电位金属中的电子转移到被保护的金属管道上，使整个被保护的金属管道始终处于较负且相同的电位下。这种方法在小型或是处于低土壤电阻环境的金属使用次数比较多，因其优势目前在天然气管道中也普遍使用这种防腐方法。外加电流阴极保护能直接在直流电源中应用，同时其也能辅助阳极使电流从土壤向被保护管道金属中，使金属结构电位低于周边环境。
2.4改善环境。
改善环境对减少和防止金属腐蚀有重要作用。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等，都可以减少和防止金属腐蚀；也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质（缓蚀剂）来减少和防止金属腐蚀。
2.5电蚀防止法。
一是在杂散电流源有关设施上采取措施，使漏泄电流减小到最低限度；二是在敷设管道时尽量避开杂散电流地区，或提高被干扰管段绝缘防腐层质量，采用屏蔽、加装绝缘法兰等措施；三是对干扰管道作排流保护，即将杂散电流从被干扰管道排回产生漏泄电流的电网中，以消除杂散电流对管道的腐蚀。
2.6采用新技术、新材料
聚乙烯包覆（PE）管，在石油管网系统的应用取得了良好的效果。防腐层具有绝缘性好粘结力强（抗撕强度大于700N/cm）、抗外力拉伸强度大于15MPa、耐老化等优点。成型现场安装时在焊缝处先涂覆一层快速固化重防腐涂料再配套使用聚乙烯热收缩套管，施工工艺简单，便于操作，容易保证质量。
聚乙烯热收缩套管在埋地管出地面处，管道穿墙处使用，能有效防止氧浓差电池和宏观复合腐蚀原电池引起的腐蚀。
耐蚀高分子材料管，俗称塑料管。主要品种有聚氯乙烯管、聚乙烯管和聚丙烯管。近几年，我国塑料管的生产及应用发展迅速，仅聚氯乙烯管的应用比例就占管道总用量8.8%,仅次于碳钢管和不锈钢管。塑料管具有优良的耐腐蚀性、高的抗冲击性和断裂延伸率、好的气密性。国内外在庭院小区低压管网上的应用经验表明，塑料管具有连接方便、施工简单、维修率低、使用寿命长等优点，且有明显的经济优势。
3结语
管道的防腐不仅关系到资源的有效利用，还关系到城市的正常运转。保证管道不被腐蚀才能保证社会的平稳运行，因此管道的防腐问题应该引起足够的重视，在开发新技术新材料的同时，注意对于现有工艺的改善，完善管道施工中的管理，避免人为因素对管道造成腐蚀，从多个方面综合治理管道的腐蚀问题，才能将损失降到最低。
参考文献：
[1]刘佳 天然气管道的腐蚀原因及防治措施 2012年第6期
论文作者:白宇博
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/22
标签：管道论文; 金属论文; 天然气论文; 电流论文; 聚乙烯论文; 土壤论文; 发生论文; 《基层建设》2017年第31期论文;