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摘要：管道腐蚀是造成泄露的一个重要原因,腐蚀后所造成的管道蚀穿、断裂不仅影响了正常的燃气供气,同时还极有可能出现着火和爆炸,带来较为严重的后果。为解决石油和天然气管道的保护问题，加强防腐蚀工作，本文详细分析和探讨了石油天然气的管道防腐措施及方法。
关键词：石油天然气管道；防腐技术
前言：众所周知，我国的石油管道业的发展是随着石油工业的兴起而逐步发展起来的，它也是目前石油运输的一个非常重要的运输方式。其所具有的安全性好、运输便捷等等优势是其他运输工具所望尘莫及的。更重要的是，随着国家“西部大开发”计划的迅速推进，西气东输工程、川气东送工程、中哈管线工程等等的筹建，石油天然气管道的巨大作用更加不能忽视，因此石油管道的防腐在管道的维修中显得异常的重要。但是，现实情况却是，现在我国的石油天然气管道防腐工作存在诸多问题，这些问题的存在将对石油天然气运输的长久与安全运行造成十分不利的影响。
1管道腐蚀的原理
金属在土壤、海洋和大气环境中的腐蚀。是指在周围介质的作用下，由于化学变化、电化学变化或物理溶解作用而产生的破坏。在化学腐蚀中没有电流产生，而是金属表面和其周围介质直接进行化学反应，使金属遭到破坏，而在电化学腐蚀中，有电流产生，从而产生腐蚀。钢铁的腐蚀是遵循电化学规律发生的一种自然现象，钢铁腐蚀有三个条件：存在一个阳极和一个阴极，并且两者之间存在电势差；阳极和阴极由一个导电回路连接起来；阳极和阴极处于导电的介质中。随着电流由阳极流向阴极，金属原子从阳极表面上脱落变成带正电的离子进入电解液中。所以金属在电解液中存在腐蚀，金属的流失量随着金属材料类型的不同而有所不同。腐蚀对管道来说，存在着极大的危害，严重影响油气集输的安全运行，其危害主要有以下几种：在会属表面形成腐蚀坑，使管材管壁变薄，管材会在内压作用下鼓包甚至爆管；管材脱碳，使腐蚀部位的金相组织发生了变化，严重时，管壁未减薄就会爆管。
2管道防腐技术方法
2.1涂层防腐
用涂料均匀致密地涂敷在经除锈的金属管道表面上，使其与各种腐蚀性介质隔绝，是管道防腐最基本的方法之一。近年来，在极地、海洋等严酷环境中敷设管道，以及油品加热输送而使管道温度升高等，对涂层性能提出了更多的要求。因此，管道防腐涂层越来越多地采用复合材料或复合结构。这些材料和结构要具有良好的介电性能、物理性能、稳定的化学性能和较宽的温度适应范围等。（1）外壁防腐涂层：管道外壁涂层材料种类和使用条件。（2）内壁防腐涂层：为了防止管内腐蚀、降低摩擦阻力、提高输量而涂于管子内壁的薄膜。常用的涂料有胺固化环氧树脂和聚酰胺环氧树脂。为保证涂层与管壁粘结牢固，必须对管内壁进行表面处理。现在的方法趋向于管内、外壁涂层选用相同的材料，以便管内、外壁的涂敷同时进行。（3）防腐保温涂层：在中、小口径的热输原油或燃料油的管道上，为了减少管道向土壤散热，在管道外部加上保温和防腐的复合层。常用的保温材料是硬质聚氨脂泡沫塑料，这种材料质地松软，为提高其强度，在隔热层外面加敷一层高密度聚乙烯层，形成复合材料结构，以防止地下水渗入保温层内。
2.2阴极保护
改变金属相对于周围介质的电极电位，使金属免受腐蚀的方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆阴极保护就是将被保护金属极化成阴极来防止金属腐蚀的方法。是将金属腐蚀电池中阴极不受腐蚀而阳极受腐蚀的原理应用于金属防腐技术上。利用外施电流迫使电解液中被保护金属表面全部阴极极化，则腐蚀就不会发生。近年来，我国逐渐开始采用与管道航空巡线相结合的阴极保护参数遥测系统，配以电子计算机，对所测数据进行处理。外加电流阴极保护单站保护距离一般可达几十公里，长输管道阴极保护多用此法。
2.3牺牲阳极法
此法是采用比被保护金属电极电位更负的金属与被保护金属连接，两者在电解液中形成原电池。电位较负的金属（如镁、锌、铝及其合金）成为阳极，在输出电流的过程中逐渐损耗掉，被保护的管道金属成为阴极而免遭腐蚀，所以称电位较负的金属为牺牲阳极。地下管道采用牺牲阳极保护，其决定要素是阳极发生电流、阳极数量和保护长度等牺牲阳极使用寿命与重量有关，视需要可用几年至几十年。牺牲阳极具有投资省、管理简便、不需要外电源、防止干扰腐蚀效果好等优点，所以在地下金属管道防腐中得到普遍应用。
3管道的防腐管理
3.1 合理进行钢管材质以及制作工艺的筛选
在进行天管道的生产过程中，应该充分结合管道的使用需求，一方面是要从钢管材料筛选上切入，尽可能选择一些有较高耐腐蚀特质的钢制材料进行钢制的制作。目前来说，随着技术水平的提升，在进行钢制材料的研发上也实现了全新的突破。为此结合长输管道的使用需求，在进行相应的管道制作材料筛选上，尽可能筛选有较高防腐特质的材料进行钢制管道生产。同时在进行制作工艺的落地上，要充分确保制作工艺的严谨，立足标准要求进行生产工艺的落实。通过严格进行生产工艺的管控，促使在进行钢制管道的生产过程中，能够严格按照标准要求进行生产，确保生产工艺的完善。
3.2 结合管道使用环境制定对应防腐工艺
由于管道的使用主要是在地下，要想确保钢管能够实现良好的防腐效果，则需要立足使用环境，针对性的进行防腐工艺的筛选。首先是针对腐蚀因素合理针对钢管内壁以及外壁进行防腐涂层保护。通过防腐涂层，能够在一定程度上提升钢管的耐腐蚀性，确保钢管有更长的使用寿命。通常在进行涂层处理上，采取的工艺有煤焦油瓷漆、PE两层结构以及PE三层结构，以及熔结环氧粉末（FBE）和双层熔结环氧粉末（双层FBE）涂层等。但是考虑到不同的涂层工艺有不同的优劣势，所以在进行涂层工艺的操作上，其通常只是最基础的防腐对策。除了涂层防腐处理外，还可以通过电化学保护对策的引入，为实现天然气长输管道的防腐保护提供支持。通过氧化剂或是其它方式加电源对钢管进行钝化处理，促使其处于一種被保护状态，降低腐蚀的发生概率。
3.3 严格进行应力的管控
为降低应力腐蚀的影响，在进行管道的设计上，还应该充分考虑到天然气输送过程中产生的不同应力影响，将应力控制在合理范畴内。通过这种方式，强化管道对应力的承受能力，尽可能实现降低应力对管道腐蚀的发生概率。
结语：石油天然气管道的腐蚀是直接关系到安全生产的大问题。是不容忽视的客观存在．对此应有足够的认识。腐蚀控制也不是一朝一夕的事，而是一项长期的系统工程，必须给予高度的重视，进行系统的管理，以达到良好的效果。
参考文献：
[1]姜长印，万春荣.高密度高活性球形氢氧化镍的制备与性能控制[J].电源技术，2017（08）.
[2]李新海，刘建华.掺杂球形氢氧化镍电化学行为研究[J].中国工业大学学报 ，2016（08）.
[3]于进.《管道阴极保护系统管理软件研究》.化学工程与装备，2010
论文作者:黄伟,郭雷
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
标签：管道论文; 阴极论文; 阳极论文; 涂层论文; 金属论文; 应力论文; 电化学论文; 《防护工程》2019年9期论文;