天然气管道腐蚀及其防护措施研究
彭玉凤
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彭玉凤 ,. 天然气管道腐蚀及其防护措施研究[J]. 天然气进展,202410. DOI:10.12721/ccn.2024.157097.
摘要: 天然气属于一种比较清洁以及相对绿色环保的能源,在借助管道进行运输的过程中来实现将上游的气田和下游的用户连接到一起时,可以让整个运输的过程更加安全稳定,实现对区域经济发展的有效促进。一般情况下的天然气运输都是通过钢管进行的,而在运输时,钢管由于易遭受到腐蚀的问题,而这会极大的影响运输的安全和管道的使用寿命,所以要对这个天然气管道腐蚀这个问题进行防止以及解决。
关键词: 天然气;管道腐蚀;防护措施
DOI:10.12721/ccn.2024.157097
基金资助:

近年来,中国的各项产业发展迅速,产生出了非常多的经济效益以及应用价值。其中天然气管道由于具有较高的安全性以及稳定性等特点,所以对各个工厂的运输来说,占据十分重要的位置。由于我国的幅员辽阔,很多地区距离较远,管道运输可以解决很多的问题,但是由于管道运输所使用的管道铺设环境较为复杂,使得管道容易受到腐蚀的危险,从而降低运输的安全性和可靠性。所以,本文将会对天然气管道的腐蚀情况和原因进行分析,并提出一些积极有效的防护措施,对我国天然气管道运输安全合理的运行具有一定的意义。

1 天然气管道腐蚀原因

1.1管道外壁腐蚀原因

由于天然气管道的架设会接触到大气的环境、温差、土壤环境等等,使得管道的外壁由于直接暴漏在外界造成腐蚀,这种管道外壁的腐蚀主要包括大气腐蚀、土壤腐蚀以及海水腐蚀,三种大的类型。在我国,进行天然气管道运输的时候,由于大部分的起始地区都在西北部,再运输到其他各个地区,运输的途中由于距离上跨度较大,会有不同的地理环境和温差,这样的情况下也会造成不同地区的管道受到不同的腐蚀问题,与此同时,由于空气中含有的颗粒物质不同,也会使得天然气管道的外壁受到不同程度的腐蚀。对此,目前主要采用外防腐层以及阴极保护的方法来实现对外壁的保护。

1.2 管道内壁腐蚀原因

天然气运输管道除了外壁会发生腐蚀之外,其内部也会发生腐蚀,由于运输天然气时管道内壁和天然气会直接接触,所以还会产生管道内壁的腐蚀。管道内壁的腐蚀主要有高温腐蚀、高压腐蚀、酸性腐蚀和冲刷腐蚀,由于天然气的成分中含有二氧化碳高矿化度水等等有关的具有酸性的气体,所以在进行管道运输时,非常容易和管道的内壁发生化学反应,破坏管道内壁上的保护膜,从而造成管道内壁的腐蚀,降低管道的使用寿命。此外,高温高压的环境还会加快腐蚀的速度,电化学腐蚀的也会使得腐蚀介质更加容易进入到管道管壁晶体内,从而破坏金属晶体结构,引起管道腐蚀。

2 天然气管道腐蚀防护措施

2.1 增强材料耐腐蚀性

为了让天然气管道的腐蚀问题降低,提高管道材料的耐腐蚀性是一项重要的措施,由于我国的很多管道具有较早的建设时长,所以会受到当时工艺以及材料的限制,从而使得一些管道的材料抗腐蚀性较差。随着科学技术的不断发展,很多的耐腐蚀性的材料的性能也越来越好,对于管道运输的安全提供了安全的保障。在之后进行管道建设的过程中,首先应该对管道的整体进行一个全面而且详细的规划,对于建造管道时使用的材料,也要在考虑当地地理环境的情况下选择最合适的防腐材料来进行建造。同时,对于已经建造的管道,必须要定期的对管道进行科学合理的检测,然后按照实际的情况来进行安全的评估,对于一些损坏严重的部位,根据实际的情况来进行更换,对于一些情况较好的问题,依据实际损毁情况来进行更换。

2.2 阴极保护

由于天然气运输管道的内壁腐蚀中,电化学腐蚀属于造成腐蚀的重要原因,并且采用一般的物理防治方法所起到的作用往往较小,需要进行专门的方法来进行防治,所以应该对此引起重视。在防治电化学腐蚀问题方面,主要采用的方法就是阴极保护法,并且这种方法也已经具有较为成功的应用,具体的操作办法就是通过在管道之中接通足够量的直流电流,从而使得管道内壁的极性发生改变,从而减小发生管道内壁腐蚀时的电池正负极电位差,通过这种使得电流减小的方法来保护管道的内壁。此外,在管道具有较长的距离的情况下,一般使用的是阴极保护法,而当管道的距离变得较长的情况下,也可以采用牺牲阳极的方法来对管道进行保护。除此之外,还可以通过在管道内壁添加一层防腐涂层的方式来实现对管道的保护。以上提到的各种方法在合理的情况下,为了实现对管道的更好保护,还可以结合使用,以便于达到更好的防腐效果。

2.3 改善腐蚀环境

对于天然气输送管道而言,管道外壁的腐蚀对于管道的使用寿命具有重要的影响作用,而引起管道外壁的腐蚀的情况跟管道所处的外界环境密切相关,所以,可以从改善管道所处的铺设环境来想办法,减轻天然气管道的腐蚀问题。对于一些处于较为复杂的环境中,容易使管道发生腐蚀的环境,需要通过及时的科学合理安排改善的措施,来改善自然环境,提高环境质量,实现对管道的有效保护。例如,可以通过脱水的方式或者调节土壤中PH值得方式来改善天然气管道铺设范围内的土壤,通过这种方式,来实现对管道的有效保护,保证管道运输的安全和稳定性。但是,由于管道铺设的范围较广,虽然可以通过改善环境的方式来实现管道防腐,但是这样做的局限性较大,并且在进行实际的操作时,会产生较大的操作成本,最后的效果也不能有很好的保证,所以,不适合进行全面的推广使用,而适合在一定的区域中进行实施使用。 

2.4 缓蚀剂防腐

最后还可以通过添加缓蚀防腐剂的方式来对天然气输送管道的外壁进行防腐保护,通过这种方式来实行的防腐,不仅可以大大降低管道外壁发生破裂情况的出现,还具有成本低、实际操作性较强、有效延长管道使用寿命的优点。常见的一些防腐剂还是具有较多的种类的,同时对于每一种类型的缓蚀剂,也具有不同的作用,所以需要相关的工作人员对于不同的腐蚀类型,来合理的选择最适合的缓蚀剂。但是在实际的操作即进行缓蚀剂涂膜作业时,需要依据管道所在地区的地理环境、运输的情况以及管道材料和参数来进行作业,相关的企业也应该依据实际的情况,进行科学的计算,在保证质量和效果的基础上,确定最适合管道的添加量,从而达到使用最低成本以及合适用量的缓蚀剂实现管道运输最大化的目标,最大化的实现对企业经济效益的保护。

3 结束语

综上所述,在进行天然气管道运输的过程中会具有距离长和范围广等等特点,也会受到大气环境和地理环境的影响。为了有效的对运输天然气的管道做好防护和保护,防止管道出现严重的腐蚀问题或现象,首先就应该对引发管道腐蚀的原因进行深入的了解和分析,之后再针对不同原因引发的管道腐蚀做出有针对性的保护和防护措施,争取全方位的考虑解决问题的办法,从而实现对管道的全方位保护,保障管道运输的安全高效运行。

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