1、天然气输气管道腐蚀影响因素分析及防护措施探讨 摘 要：在天然气输送的时候，由于气体的特殊性，天然气会和一些气体发生化学反应，产生一些腐蚀性很强的液体，对管道造成腐蚀，影响天然气输送的速度和质量，还会增加运输成本，本文将分析管道腐蚀的原因和防护腐蚀的措施，为以后管道防腐工作提供借鉴。 关键词：腐蚀；防护；措施 一、引言 在天然气开采过程中， 常常会有一些伴生气体，如二氧化碳、硫化氢等， 这些气体的存在， 不但降低了天然气的热值， 还会对管道、设备等有腐蚀作用，腐蚀会造成集输管线断裂、爆破等， 破坏正常平稳供气 ，腐蚀带来的危害不仅给国家造成很大的经济损失，也威胁工作人员的生命安全。 二、腐蚀类型
2、及机理 输气管道与其环境发生化学反应而形成腐蚀。输气管道腐蚀类型主要有以下几个类型： 1.均匀腐蚀 均匀腐蚀是指在金属表面上发生的比较均匀的大面积腐蚀， 由于天然气中含有一定的水汽， 在 一定条件下， 天然气中的水汽凝结在管壁形成水膜， 硫化氢和二氧化碳等酸性气体溶于水膜中， 对管道产生腐蚀；其特征是在全部或大部分暴露的金属表面上均匀腐蚀。 2.孔蚀 孔蚀又称点蚀， 是在金属上产生针状、点状或小孔状的一种局部腐蚀形态。管道钢在气相和液相环境中都有可能发生孔蚀， 如管壁腐蚀物不均匀、硫及多硫化物的沉积、腐蚀产物保护膜出现结晶剥裂等都有可能产生孔蚀；对于输送各种液体、气体的管道系统来说， 孔蚀是破
3、坏性和隐患最大的腐蚀形态之一， 且难以检查。它是造成油气 “ 跑、冒、滴、漏 ” 的主要 祸根， 有时甚至造成严重的突发事故。为了解决孔蚀问题， 在防腐蚀处理前要消除金属表面及焊缝边的毛刺、尖角、凹陷， 使金属表面光滑。 3.丝状腐蚀 丝状腐蚀是一种特殊的缝隙腐蚀， 常发生于保护膜下面， 因此又称膜下腐蚀或漆下腐蚀。在气体流速较高时， 管道钢遭受冲刷腐蚀也比较严重， 由于腐蚀产物被直接冲击的气流带走， 新的金属面不断裸露， 从而加速了腐蚀， 曾发生多次的弯头处气流冲击面壁厚减薄而引起的泄漏事故。 三、埋地长输天然气管道腐蚀因素分析 埋地天然气钢质管道发生腐 蚀主要有四大影响因素： 即地质环境影
4、响、管道外防腐层效果、钢管材质及制造工艺、输送介质及条件。事实上管道的腐蚀破坏是上述诸因素相互影响的结果。 1.埋地管道所处的地质环境 埋地管道在工作环境下， 受着多种腐蚀， 主要腐蚀情况有： 土壤腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。土壤是具有固、液、气三相的毛细管多孔性的胶质体，土壤的空隙为空气和水所充满， 水中含有一定量的盐使土壤具有离子导电性； 土壤物理化学性质的不均匀性和金属材质的电化学不均匀性， 构成了埋地管道的电化学腐蚀条件， 从而会产生土壤腐蚀 。在一些缺氧的土壤中有细菌（硫酸盐还原菌）参加了腐蚀过程， 细菌的作用是参加电极反应将可溶硫酸盐转化为硫化氢与铁作用， 产生细菌腐蚀。杂散电流
5、是在地下流动的防护系统设计之外对金属管道产生腐蚀破坏作用的电流。杂散电流腐蚀包括直流杂散电流腐蚀和交流杂散电流腐蚀。直流杂散电流腐蚀原理与电解腐蚀类似； 交流杂散电流是管道附近高压电力线产生的二次感应交流电叠加在管道上产生电化学电池而发生的腐蚀， 其腐蚀量较小， 但集中腐蚀性强。 2.管道外防腐层影响 腐蚀防护是控制管道是否会发生腐蚀破坏的关键因素 。目前管道的腐蚀防护采用了双重措施， 即防腐蚀覆盖层与阴极保护（外加电流或牺牲阳极、排流）。防腐蚀覆盖层至关重要的是能抵御现场环境腐蚀， 保证与钢管牢固粘结， 尽可能不出现阴极剥离和造成阴极保护死区。一旦发生局部剥离， 就必须调整外加电流阴极保护系
6、统运行参数， 以便有效控制死区腐蚀、达到防护效果。如果外防腐层出现破损， 则极易在破损点形成点蚀， 成为杂散电流的流出点。 3.输送介质及条件 管道输气正常运行时， 输送压力与压力波动是应力腐蚀开裂的又一重要因素。过高的压力使管壁产生过大的使用 应力， 易使腐蚀裂纹扩展； 压力循环波动也易使裂纹扩展。输气管线输送天然气的温度和含水率随着输送距离的增加会使温度降低， 水分凝结在管内壁上， 极易形成管道内腐蚀。 四、管道腐蚀与防护措施 每年全球由于油气管道腐蚀而造成的经济损失都达数百亿美元， 因此， 对管道防腐问题的研究具有重大的经济效益。目前， 防腐采取的措施主要有以下几点： 1.金属镀层 金属
7、镀层可分为阳极性镀层和阴极性镀层。非金属镀层： 非金属镀层分为无机覆盖层和有机覆盖层。无机覆盖层： 包括化学转化覆盖层 ， 以及在溶液、熔盐、热气流中形成的氧化膜， 例如： 搪瓷、陶瓷、玻璃覆盖层。有机覆盖层： 主要包括橡胶、塑料、石油沥青、环氧煤沥青等覆盖层。石油沥青由于材料来源容易、毒性较小、成本低， 因此成为油田生产中使用最普遍、用量最多的防腐覆盖层。 2.环境（介质）处理 除去环境中的有害成分， 例如： 脱水、脱氧、脱盐处理。国内各油田普遍采用密闭流程， 可以降低损耗， 大大减缓腐蚀。 3.电化学保护技术 电化学保护分为阴极保护和阳极保护。油、气田的主要腐蚀剂是土壤， 适用于阴 极保护
8、。阴极保护的原理是降低腐蚀电位而达到电化学保护。阴极保护有 2 种方法： 牺牲阳极和外加电流的阴极保护。随着人们对阴极保护作用的认识， 再加上阴极保护技术的逐渐完善，从而大大提高管道的运行寿命。 五、结论与认识 天然气在现代社会经济结构中， 起着重要作用，由于其环境的复杂性， 在天然气输送过程中， 备受金属腐蚀问题的困惑， 据调查， 我国东部九个油气田各类管道因腐蚀穿孔达 2 万次 / 年， 更换管道数量达 400km/年， 因腐蚀造成的年直接经济损失约为数亿， 因此， 加强对腐蚀及防腐问题的 研究， 具有重要的现实意义。 参考文献 祝馨 . 长输管道的腐蚀与防护 J . 石油化工腐蚀与防护， 2006， 23（ 1）： 51 53
