谢葶
廊坊开发区中油科新化工有限责任公司 河北省廊坊市 065001
摘要：近年来天然气已经成为了我国城乡居民的主要燃料能源，其需求量也得到了巨大的提升。天然气行业的迅速发展也必然带动了天然气管道施工建设行业的发展，越来越多的天然气管道被铺设在我国各地，担负着为广大居民输送天然气的重要责任。天然气管道的重要性不言而喻，因此它的质量控制工作一定要落实到位，严格实施各项技术措施来保证管道线路的正常通畅，为天然气企业的经济效益和人民群众的人身财产安全提供可靠保障。在现实当中，管道腐蚀是天然气管道质量的主要影响因素，会对其产生非常严重的后果，因此我们要加强管道的防腐控制工作。本文就结合实际工作经验来简要谈谈天然气管道防腐的有效方法。
关键词：天然气管道；防腐；有效办法；技术措施
1.管道腐蚀的影响因素
1.1外界因素的影响
管道的腐蚀受到外界环境的影响是很大的。例如空气、雨水、土壤的腐蚀等等，管道遇到外界的空气会产生一些氧化反应，会逐渐的对管道有一些腐蚀作用，会缩短管道的使用寿命。再加上现在由于环境的污染比较严重，雨水、河流一般都呈现酸性，众所周知，酸性对管道的腐蚀作用是非常严重的。当然也存在一些地下管道，对于地下管道就是土壤的酸碱性的影响，与地下水和土壤的长期接触的过程中，金属材料会产生比较复杂的化学反应与相应的一些化学腐蚀，缩短了管道的使用寿命，甚至是破坏了管道的结构，这些原因都给管道的安全运行带来很多的危险性。
1.2内在因素的影响
在天然气管道的设计、施工的过程当中，也许会存在一些质量和安装技术的问题，这些都是值得技术人员和相关负责人注意的重要的问题。由于资金不到位或是条件有限、设计规划不合理等原因，可能在天然气管道在设计、采购、施工中，造成防腐设计不到位、管道本体质量不合格、野蛮施工导致防腐层破损等问题，这样会给管道在运行的过程当中造成很多不方便甚至是安全问题，例如管道的爆裂等等，这会降低管道企业效益、损害管道沿线居民的人身财产安全以及恶劣的社会影响。
1.3生产运行的影响
在天然气管道的生产运行过程中，防腐工作至关重要。日常的防腐蚀工作就是监测管道能否正常工作的“眼睛”，通过它我们可以评估管道的腐蚀情况。随着社会经济的高速发展，各地电气铁路、建筑建设等施工层出不穷，这些将导致施工可能破坏管道防腐层、大量的杂散电流将影响管道内强制电流对管道的保护。为避免这些问题，就需要管道企业在加强管道巡护保证管道外界安全的同时，加强与电气铁路等建设部门的沟通，协调解决电流干扰问题，同时在日常工作中加强监管，发现异常情况及时排查处理。
2 管道防腐蚀方法
2.1外壁防腐蚀层
（1）选用耐腐蚀材料制管，如不锈钢、塑料等。
（2）金属防蚀层，如镀锌、喷铝等。
（3）涂层：①油漆类：如油脂漆、醇酸树脂漆、过氯乙烯漆、硝基漆等。②有机化合物材料：如沥青、塑料、树脂等。③无机化合物材料：如玻璃、珐琅、水泥等。
（4）电法保护： ①阴极保护。②电蚀防止法。
（5）工艺设计防蚀：如防止残留水分腐蚀的结构，避免异种金属管道的连接，解除焊接应力，改善环境（换土、埋地改架空敷设），回填管沟时特别注意直接和管道接触的土层的均匀性等。
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2.2 内壁防腐蚀层
a）选用耐腐蚀材料制管，如不锈钢、塑料衬里等。
b）涂层：如塑料、树脂等。
c）在输送天然气中添加缓蚀剂。
3管道阴极保护设计原理及阴极保护方法
3.1阴极保护原理
给金属通以阴极电流，使金属表面阴极极化，抑制表面上阳极区金属的电子释放，从根本上防止了金属的腐蚀。
3.2阴极保护方法有以下两种：
（1）强制电流阴极保护
利用外部直流电源，取得阴极极化电流，以防止金属遭受腐蚀的方法称强制电流阴极保护或外加电流阴极保护。此时被保护的金属接在直流电源的负极上，而电源的正极则接辅助阳极。强制电流阴极保护为目前油气管道阴极保护的主要形式。该保护系统主要包括供电电源，辅助阳极（阳极地床），参比电极、电绝缘装置，检测系统等。
（2）牺牲阳极保护
牺牲阳极保护实质上是应用了不同金属间电极 电位差的电化学原理来实现阴极保护。当钢铁管道与电位更负的金属电气连接，并且两者处于同一电解质溶液中（如土壤、 海水）则电位更负的金属作为阳极在腐蚀过程中向管道提供阴极保护电流，实现管道的阴极保护。常用的牺牲阳极有镁和镁合金、锌及锌合金以及铝合金三大类。
3.3阴极保护准则
（1）管道阴极保护电位（即管/地界面计划电位）应为-850mV（CSE）或更负。
（2）阴极保护状态下管道的极限保护电位不能比-1200 mV（CSE）更负。
（3）对高强度钢（最小屈服强度大于550MPa）和耐蚀合金钢，如马氏体不锈钢，双相不锈钢等，极限保护电位则要根据实际析氢电位来确定。其保护电位应比-850mV（CSE）稍正，但在-650 mV至-750 mV的电位范围内，管道处于高pH值SCC的敏感区，应予注意。
（4）在厌氧菌或SRB及其他有害菌土壤环境中，管道阴极保护电位应为-950mV（CSE）或更负。
（5）在土壤电阻率100Ω・m至1000Ω・m环境中的管道，阴极保护电位易负于-750mV（CSE）；在土壤电阻率ρ大于1000Ω・m环境中的管道，阴极保护电位易负于-650mV（CSE）。
在以上准则难以达到时，可采用阴极极化或去极化电位差大于100 mV的判据。但在高温条件下，SBR的土壤中存在杂散电流干扰及异种金属材料偶合的管道中不能采用100 mV极化准则。
4新型管道材料的开发利用
由于很多天然气管道的构成材料都是金属，极易受到腐蚀影响自身质量，因此科学家们积极开发出各种非金属管道材料来代替金属制造天然气管道，这种新型材料管道在结实耐用、安全可靠的同时还具有很强的抗腐蚀性，并且不需要进行阴极保护法防腐而大大简化了施工工序、降低了工程成本，受到了越来越多的天然气管道工程的青睐，已经逐渐成为天然气管道工程行业的新宠儿。
与传统金属管道相比，新型非金属管道具有如下优势：寿命长达30年之久，高于同类金属管道的3倍多；维护手法简单、费用少；保温性能好，能有效隔热，为天然气输送安全提供了保障；对所输送的天然气阻力小，且不会污染天然气的纯度；安装方便造价低。综合这些优点，相信非金属新型管道材料在不久的将来必定会在天然气或其他管道工程中占有很重要的地位，为我国天然气管道防腐事业做出突出的贡献。
5 结语
某些套管内的输管道和固定墩内的管道也存在较为严重的腐蚀，这种状况除了与施工质量控制不严有关外， 阴极保护电流的屏蔽也是一个重要原因。当管道周围有绝缘层或金属结构存在时，会影响阴极保护电流的流动，使管道得不到有效的阴极保护，即：电流屏蔽。主要的电流屏蔽有：金属结构对管道的屏蔽、绝缘体对管道的屏蔽、区域性阴极保护时，土壤的屏蔽。
做好管道的腐蚀与防护是保护和延长管道使用寿命的最有效措施。因此必须加强管道巡检；做好防护设备的检查维护和保养，严格遵守操作规程，保证设备的正常运行，有效保证最大限度延长管道和设备的使用寿命。
参考文献
{1}M.Mohitpour J.Szabo T.V.Hardeveld 著 吴宏 译 《管道运行与维护实用方法》 石油工业出版社 2007
{2}茹慧灵主编 《输气技术》 《油气管道保护技术》 石油工业出版社 2010
{3}崔之健 史秀敏 李又绿 编著 《油气储运设施腐蚀与防护》 石油工业出版社 2009
{4}《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T 21448-2008
[5]吴建林.长输管道防腐层大修材料的选择与探讨[M].北京：人民教育出版社，2011.（07）102-110.
论文作者:谢葶
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/4
标签：管道论文; 阴极论文; 天然气论文; 电流论文; 电位论文; 金属论文; 阳极论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;