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摘要：天然气作为一种清洁型能源，由于天然气输气管线长期埋在地下，加上周围复杂的地质环境的影响，很容易导致管道腐蚀问题。严重的管道腐蚀就会造成天然气的泄漏，从而影响到输气安全。本文就天然气长输管道腐蚀的成因及防腐对策进行分析。
关键词：天然气；长输管道；腐蚀；成因；对策
一、天然气长输管道腐蚀的成因分析
（一）大气环境
水蒸气为大气中的组成成分之一，水蒸气在管道金属表层会凝华，继而产生一层质地均匀薄膜，该薄膜最大的功能是将大气中的各类物质整合在一起，其发挥的作用等同于电解液，从而使管道金属表皮发生电化学反应，被腐蚀。造成天然气长输管道腐蚀的大气因素是多样化的，最重要的因素为气候条件与污染物。若天然气长输管道长期被敷设在干燥环境下，此时大多数污染物不会使金属管道出现腐蚀现象；但是一旦管道环境相对湿度在 80% 以上时，金属管道腐蚀速率就会明显提升。也就是说若天然气长输管道敷设环境湿度大，就加大了其表皮被腐蚀的概率。
（二）土壤环境
一般而言，天然气输气管道都是埋在地下的，与土壤接触居多，输气管道埋在地下的时间越长受土壤环境的影响程度就越大，我国的输气管线都比较长，经常会跨越好几个省，不同地区的地质环境是不一样的，都会对埋在地下的管道造成不同程度的影响。通常土壤中都含有一定的硫化物质，输气管道与其长期接触就容易发生硫化反应，形成硫化腐蚀。但并不是所有的土壤环境都会发生硫化腐蚀，这主要取决于土壤的酸碱值及土壤问题。比方说在土壤酸碱度在 5 至 9 之间，且土壤温度在 23℃至30 摄氏度的条件下，容易发生硫化反应。在天然气长输管道的运行过程中，周围环境温度、压力等改变都会对天然气中的水蒸气成分带来影响，使其出现不同程度的液化，当与硫化氢及二氧化碳物质接触后通过产生化学反应就会形成酸性物质，从而造成长输管道的腐蚀。长输管道腐蚀速度与其内部气流的速度密切相关，气体流速越大腐蚀就越快，反之就越慢。此外，压力与温度也是影响长输管道腐蚀速度的重要因素，通常压力越大、温度越高，就会加大管道与土壤中某些介质的反应速度，从而加快腐蚀，但大量研究温度对输气管道腐蚀速度影响的资料表明，当温度超过 70℃之后，管道腐蚀速度将会停止增长。
（三）压力与温度
众所周知，天然气管道内存在一定量的活性与酸性物质，上述物质的含量与压力之间存在正相关关系，其能够提升金属导管被腐蚀的速率。同时在高温气候的作用下，土壤中硫化物含量会明显的上升，此时天然气长输管道外壁腐蚀速率显著提升，酸性物质对管道性能将会产生不同程度的影响，并且其两者反应速率又与温度之间存在正相关关系，一旦温度高于70℃以后，管道和酸性物质的反应速率将会达到极限值，不会再有变化。
（四）生产运行方面的因素
天然气长输管道是一项系统、复杂的工程，涉及的设备种类多，管理难度大。在天然气生产运营过程中要落实好围护、排查、检测等工作，以便及时发现问题，并采取积极有效的措施排除可能发生管道腐蚀的因素，做好事前控制工作。除此之外，一些人为的破坏原因也是导致管道腐蚀因素。随着城市基础建设的不断扩大，基础建设工程随处可见，大量的地铁工程、电力工程、管网工程、市政工程同时开工，导致地下结构开挖中破坏了管道防腐层。并且外部的杂散电流也会对管道中的强制电流保护产生影响，使其失去作用。这些问题的解决既要和建设部门及时的建立沟通，也要在平常的工作中加大力度排查，及时发现问题、采取措施。
二、天然气长输管道腐蚀保护对策
（一）水（汽）腐蚀的防护对策
基于该类腐蚀对天然气管道损伤程度较小，且在发现与处理环节上不存在较大难度系数等实况，所以对其应用的防腐蚀措施通常为对管道落实除锈工序以后，涂刷防锈漆防护层数次，将上述方法与管道电保护法整合在一起，所取得的防护效果是极为可观的。将防护层涂刷于管道金属表层，并对其阴极进行维护，这是现阶段对天然气长输管道常应用的防腐蚀措施，尤其是在防治水侵蚀管道方面体现出巨大的应用价值。对金属管的防护涂层通常为镍、锌等金属涂层，特殊情况下也会应用磷化层等，但是与上述两类涂层相比较有机涂层体现出经济性，所以其有较高的应用频率。天然气长输管道外防护涂层要想实现防水腐蚀的目标，应该大有以下几个基本性能：一是电绝缘与隔水性能的优良性；二是涂层不会对管道的实用性造成负面影响；三是管道土层平整性优良，且与管道金属表层之间产生较强的粘附性；四是管道设备在运输、保管、安装与拆卸的环节中产生的碰撞现象不会对涂层的完整性造成破坏；五是能够长期的维护绝缘电阻的恒定性，六是自体具有一定抵御化学介质破坏的能力，缺陷在补全环节上不存在较大的难度系数；七是物理性能优良，不释放毒气物质；八是长期的埋设在底下不会变质，性能也不会随时间的推行而降低。现阶段，对天然气长输管道涂刷的涂料通常为环氧树脂，其和管道之间能够形成良好的粘合力。熔结环氧粉末涂层、挤压聚乙烯两层结构涂层等也常在长输管道外防护中被应用。
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（二）土壤腐蚀的防护对策
1、涂层保护
天然气长输管道外防腐蚀层的择选环节上应该满足以下几点要求：（1）技术的可行性，防腐蚀性质的优良性，机械性能与绝缘性能均处于较高层次上；渗透率较低从而达到防止水分渗入的目标，能够抵御植物根尖的穿插与刺伤，抗微生物侵蚀能力较强，并且具有一定的黏连性确保与钢管装备的吻合性，缺口填补、损伤完善环节上不存在较大的难度系数。（2）实用性与科学性。实质上就是指被选用的天然气长输管道外防腐蚀层不仅仅能够实现防腐蚀这一目标，而且耗费的人力、物物力、财力资源均处于较低层次上。（3）依据天然气长输管道施工工艺水平以及机械设施，被选用的外防腐蚀层应该与规划标准相匹配，与施工标准相符合。
2、电化学保护
在对天然气长输管道实施电保护法这一防腐蚀措施之时，具有以下两种形式，即阴极保护法和阳极保护法。阴极保护法的应用实质上就是将一定量的阴极电流导入进管道金属表层，从而使金属表面阴极发生极化电化学反应，其作用在于压缩引起钢质管道土壤腐蚀的各类原电池的电位差这一目标，此时能够使管道形成腐蚀的电流数值接近于零，压缩了天然气长输管道被腐蚀的几率。阳极保护法这一防腐蚀措施的应用原理在于使保护对象长期处于反应迟钝的模式中，且其迟钝状态几乎不受外界因素的干扰。这一防腐蚀措施在天然气长输管道中的应用形式是简易化的，可以采用另加电源进行极化反应或者是加入氧化剂的方式，从而达到强化管道抗腐蚀能力的目标，目前该防护方法在天然气长输管道中具有较高的应用频率。另加电流阴极保护就是将一定量的直流电源导入管道原电池中，达到强化阳极的目标，此时电流被迫从土壤内流转到被保护对象上，降低被保护对象结构的电位值，使其远远低于周边土壤环境。阳极保护措施之所以能够在天然气长输管道防腐蚀工作中有较高的应用频率，主要得力于地形地貌等因素不影响其实效性发挥的程度。
3、杂散电流排流保护
基于当天然气长输管道沿线和高压输电线路两者间距较小，且处于平行状态中时，基于高压输电线以及电气化铁路运行状态可能影响管道运转质量，继而加快了管道腐蚀速率这一实况，所以管道在施工之时应该尽可能的与交、直流干扰源存在一定的距离。将排流保护施加到管道上，具体是参照被干扰电流影响的管道阳极区域是否存在正负极性交变电流，继而去选用最佳的排流方法。通常情况下当管道阳极其与存在恒定电流时应用直流排流保护法，存在交变电流时选用极性排流保护法，当管道阳极区域存在的电流较为繁杂性质难以确定之时适合应用强制性排流防护法。当施工人员将天然气长输管道敷设于地下以后，参照杂散电流的真实性检测结果，科学的对排流措施进行选择，确保防腐蚀工作质量的优质性，具体是将杂散电流流出端组装构成锌阳极，借助对玻璃钢测试桩和管道两者实施衔接的施工举措，实现排除天然气长输管道土壤电流、降低其影响程度的目标。
（三）天然气长输管道施工过程中的防腐蚀对策
天然气长输管道施工进程中，施工场地管线输送、管线拆卸、管线排布、组对以及焊接等系列性工序，务必要依照施工技术规范按部就班的落实，切忌出现盲目性、粗鲁的施工行为。在吊具的选择上，最佳对象为尼龙吊带或橡胶辊轮吊篮，杜绝直接应用钢丝绳对管线进行牵拉行为的出现。在布设管道过程中，尽量减少其和沟壁碰撞现象出现的概率，特殊情况下可以将木板或草袋铺设在沟壁上端，其目的在于维护防腐层完整性的目标。若天然气长输管线被埋设在石方段的沟壑内之时，施工人员应该格外注意的是需将20.0cm厚细土铺设于管沟底端，从而避免管线埋设环节中对防腐涂层的完整性造成损伤；若施工人员发现涂层出现划痕等损伤之时，务必依照防腐涂层补伤操作程序对其进行修复，从而最大限度的降低由于管线涂层磨损而导致天然气长输管道被腐蚀现象出现的概率。对天然气长输管线整体线路实施短暂性阴极保护对策。短暂性阴极保护应用的是带状锌阳极，对阳极范畴尺寸可以做出如下的规划：8.5mm×10.0mm，每 1 km 天然气长输管道敷设的长度设置为 20.0m，使测试桩演变成阳极带和管道有效衔接的枢纽。上述管道施工工序的落实，在降低环境对管道腐蚀几率上体现巨大优越性。若被敷设的天然气长输管道经由河流，那么在管道两侧的电流测试桩方位分别安设一对锌合金牺牲阳极，阳极组通常是由多个预包装锌阳极构成的，净重量管控在 80.0kg 左右。
三、结束语
通过全文论述的内容对天然气长输金属管道腐蚀原因有一个粗略的认识，并了解了一些常用的防腐对策。管道设备管理人员一定要结合管道腐蚀实况，正确选择防腐措施，从而确保天然气管道运行的安全性。
参文文献：
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论文作者:王少杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/27
标签：管道论文; 天然气论文; 阳极论文; 电流论文; 土壤论文; 涂层论文; 管线论文; 《基层建设》2017年第10期论文;