长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施分析
陈燕
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陈燕,. 长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施分析[J]. 天然气进展,2022.10. DOI:10.12721/ccn.2022.157216.
摘要:
随着我国居民生活水平的提升,天然气对人们生活和工业发展都发挥着积极作用。从现阶段天然气运输方式来看,管道运输是天然气的主要运输方式。天然气管道建设在各种各样的地形中,再加上管道运输量大、运输距离较长、环境地貌复杂、压力高等因素,导致天然气管道容易受到这些因素的影响而出现腐蚀现象。腐蚀问题对管道运输的安全有着严重的影响,是不可忽视的安全隐患。下面分析长输天然气管道腐蚀现象的成因,并探讨防腐策略方法。
关键词: 长输天然气管道;管道腐蚀;防腐保护
DOI:10.12721/ccn.2022.157216
基金资助:

引言

在现阶段,天然气长距离官道输送是天然气输送的主要方式,长输天然气管道建设位置多是在于野外,或者是埋于地下、深入海洋及架空敷设,需要频繁穿过高山、湖泊、公路及不同地理、地貌的环境。再加之,长输天然气管道具备供气连续不间断、运输距离长、运输量大、压力高等特点,因此,长输管道在运行过程中极容易受到及气候及环境等影响,极易发生腐蚀现象。据调查,每年因为天然气管道腐蚀而带来的经济损失非常巨大,且因为腐蚀作用导致天然气发生一定损坏,从而产生爆炸现象,也严重威胁人们的日常生活安全。

1长输天然气管道防腐的重要性

长输天然气管道一般是埋于地下或高空敷设,这使其很容易受到环境、气候等因素的影响而出现腐蚀现象。影响天然气管道腐蚀的因素较多,如土壤腐蚀、化学成分腐蚀、微生物腐蚀等[1]。如果长输管道长时间受以上因素影响,管道的外壁或内里将遭受腐蚀。长时间的腐蚀会增加天然气管道泄漏的可能性,这不仅会严重污染大气环境,还有可能发生火灾、爆炸等一系列极其危险的安全故事,给人们的生命财产安全造成较大的威胁。为了使长输天然气管道安全高质运输,避免运输过程中出现管道破裂、天然气渗漏等现象,一定要做落实长输管道的腐蚀防护工作,以为人们的生命健康与财产安全保驾护航。

2长输天然气管道出现腐蚀的原因

2.1管道内部因素

在天然气运输过程中,由于天然气本身净化原因,会含有水、二氧化碳等混合物质,再加上管道内部压力、温度、速度等因素的影响,管道内壁会出现腐蚀现象。其腐蚀原因主要有以下几点:第一,在输送过程中由于天然气运输不间断、运输数量大等因素,加上长期处于高压高温状态,会使管道内的酸性物质活动更加活跃,再加上这些物质与管道产生的摩擦加剧了管道内壁涂层的消耗,腐蚀问题不可避免。第二,在天然气运输管道内部,一些水、二氧化碳等物质在一定因素下会产生化学反应,进而让腐蚀效果加剧。第三,天然气在运输过程中会出现一些自由液体,让管道内部形成固液气三种不同物质的共同存在,当三种不同物质在一起时会出现一些化学反应,加大管道内部的腐蚀,同时也可能对管道造成一定冲击,对管道造成损伤。

2.2外部腐蚀原因

2.2.1土壤腐蚀

天然气长输管道腐蚀形成的一个重要原因便是土壤的腐蚀。土壤中存在着空气、水、盐等一些其他物质,这些物质本身便具有电解质的功能。如果长输管道长期处于土壤所形成的电解质溶液中,就很容易出现腐蚀性电流以及电解质等情况,这加剧了土壤腐蚀的恶化。

2.2.2大气腐蚀

在中高空环境中架空敷设天然气管道,由于管道会与大气层直接接触,因而很容易导致长输管道外壁在大气的作用下出现腐蚀现象。在大气环境中,中高空敷设的长输管道表层会形成水膜,在起初,水膜是相当薄的,不容易被发现。但随着水膜厚度的增加,一旦其厚度增加到了20~30个分子,便会直接转化为电解液膜。电解液膜属于电化学腐蚀中的重要成分,其会加剧天然气长输管道外壁的电化学腐蚀。

2.2.3微生物腐蚀

并非是它本身对金属的侵蚀作用,而是微生物生命活动的结果间接地对金属腐蚀的电化学过程产生影响。其中的细菌腐蚀广泛存在于钢铁、铜、铝及其合金中,如好氧型铁细菌、锰细菌和厌氧型的硫酸盐还原菌,它给工业设备、民用设施以及航空航天和航运机器等都造成了不同程度损失,尤其在石油化工和动力设备方面的经济损失相当惨重。

2.2.4海水腐蚀

海水腐蚀是指管道构件在海洋环境中引发的腐蚀,导致管道经常出现渗漏现象。主要是因为海水有着非常强的腐蚀介质,再加上波浪、潮流也会对管道构件带来一定的应力与冲击力。此外,海洋中还有大量的微生物,这些微生物以及代谢产物都会附着在管道表面,都会加速管道的腐蚀,造成大量的破坏。

3长输天然气管道防腐策略方法

3.1建设过程的防腐处理

在建设过程中做好防腐处理是解决腐蚀问题的重要方式,这也是保证天然气管道有良好使用寿命的方式之一[2]。一般情况下会对天然气管道内、外部开展防腐涂层保护,这也是天然气管道防腐的最基础方式。管道内部多为涂刷防腐涂层,而外部一般在管道制造期间采用工厂加工方式直接将3PE防腐层牢固附着的管壁上。但在施工过程中,焊口位置仍要进行现场防腐处理(一般采用补口带处理),包括部分3PE破损点的防腐(一般采用补伤片),这些部位的防腐要结合施工环境和使用要求,对喷砂面进行处理,达到管道防腐要求。此外,在天然气管道焊接过程中,需要注意焊接方式的科学使用,对焊接质量和焊接程度有严格地管理把控,防止出现安全事故,然后对焊接处进行防腐处理保证天然气管道的整体防腐效果。

3.2合理选择管材

油气管道的特点为路线长、跨度大、分布区域较广等,因此受损率就比较高。这时就要做好管材的合理选择,在油气长输管道设计中,也是非常重要的一点。因此第二步就需要合理选择管材,并且给予高度重视。首先,要对建材市场有一个全面充分的了解,对于各种管材的性能、规格等有一个充分的了解,并且要求厂商出示相应的说明书与合格证书,然后签订采购合同。其次,对于已经采购的管材,还要请专业机构的人员进行质量检测,一旦发现质量不过关,就要立即联系厂商进行退换,来保障长输管道的稳定可靠。最后,要积极运用新兴技术与材料,来提高长输管道的建设与工艺,延长管道的使用寿命[3]

3.3日常管理防腐

天然气管道防腐工作漫长而复杂,在日常管理中,工作人员应加强对管道故障的科学管理,做好管道腐蚀预防与管理工作。一方面,应做好管道腐蚀的预防。工作人员应严格记录长输天然气管道的相关信息,运行情况,并对一切异常现象记录在册,以便更及时地进行防腐处理;应加强对管道的定期检测。要严格检测管道内部压力、容器压力等,避免管道在运行中出现安全问题[4]。另一方面,要制定相关的制度规范,促进工作人员严格遵守[4]。在开展管道防腐工作时,工作人员应按照天然气公司的实际情况以及相应的制度规范做好日常管理,将管理工作落实、落细,以全面抑制天然气管道腐蚀的形成。最后,应加强培训,以增强工作人员的安全责任意识,让长输管道防腐更有效。

结束语

综上所述,管道腐蚀问题成为影响长输管道运输质量的重要因素,要探究长输天然气管道腐蚀的形成原因,并做好管道防腐工作,以确保长输管道的安全稳定运行。

参考文献:

[1]代书龙,刘百爽.降低高压直流入地电流对天然气管道腐蚀的研究[J].云南电力技术,2020,48(04):62-65.

[2]黎延志.长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护措施探析[J].化工管理,2020(17):139-140.

[3]史书朋,刘竞.高含硫天然气集输管道腐蚀与泄漏定量风险研究[J].化工管理,2020(08):101-102.

[4]董志强,夏勇,张建勋.某在役天然气湿气输送管道腐蚀穿孔失效原因分析[J].石油管材与仪器,2019,5(06):75-78.

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