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摘要：当前，我国天然气运输的主要形式为管道运输，采取长距离管道对天然气资源进行运送为我国应用的天然气输送主要方式，但是其中存在严重的安全隐患，受到天然气介质腐蚀因素的影响，极易腐蚀钢铁材料的管道，加之外界的压力因素、温度因素及湿度因素影响，甚至会进一步加剧腐蚀，一旦产生天然气泄露现象，将导致火灾问题的发生，这就需要合理的保护和防腐工作。下面本文就对此展开探讨。

关键词：天然气;管道腐蚀;防腐保护措施

1引发长输天然气管道腐蚀的原因分析

1.1大气腐蚀

由于空气含有大量的氧气、水以及二氧化碳等物质，当天然气管道与大气层直接接触时，空气中的水蒸汽就会在管道外壁形成一道水膜，加之受到空气中水溶性碱性气体的影响，管道外壁被腐蚀的概率也大幅增加。其腐蚀原理是：当管道外壁的水膜厚度累积到一定程度时，会产生一层电解液膜，在化学作用下，这层电解膜与管道外壁快速发生化学反应，进而加快了管道外壁的腐蚀速度。同时，受到腐蚀的外壁在外界自然气候条件的影响，腐蚀现象也越来越严重，比如日光照射、雨水侵蚀等。

1.2土壤腐蚀

土壤腐蚀是指天然气管道的金属外壁与土壤长时间接触以后而引起的一种管壁破坏现象，土壤腐蚀的性质属于电化学腐蚀范畴。这主要是由于土壤当中含有大量的空气、水以及各种盐类物质，这些混合物具有较为明显的电解质的特征，因此，当这些物质与地下输气管道接合以后，便构成了一个腐蚀电池，按照腐蚀性质划分，主要包括微腐蚀电池与宏腐蚀电池两大类。其中微腐蚀电池的形成原因是金属管壁表面的状态差异性所致，在生产金属管时，由于管道机体当中混入了一些不均匀物质，这些物质与管壁表面渣屑的性质存在较大差异，一旦管壁与土壤相接触，就如同两块相互导电的不同金属同置于电解质溶液当中，在这种情况下，管道外壁也将受到较为严重的腐蚀。而宏腐蚀电池是由土壤性质差异所致，这主要是由于土壤当中含氧量高、含盐量高，当土壤与管道外壁接触以后，二者之间便会发生化学反应，在这种情况下，管道受腐蚀的概率也明显增加。

1.3细菌腐蚀

细菌的寄生环境通常是致密性高、透气差的土壤或者受到污染的海域当中的海底污泥，这些寄生环境的pH值一般在6-8之间，更接近于中性，这就给细菌提供了一个适宜的生存空间，这些细菌之所以会腐蚀天然气管道外壁，主要是由于一些还原物质将硫酸盐还原成为硫化物，化学反应式是：SO4+8H→S2-+4H2O，通过这个化学还原反应，细菌可以寄生载体当中大量繁殖。如果这些细菌与天然气管道外壁接触，金属铁就会与硫离子发生离子反应而生成硫化铁，这就加快了阳极离子反应速度，在这种情况下，金属铁表面就会出现腐蚀产物，而且还会发出臭鸡蛋的味道，这就说明腐蚀物当中含有硫化氢，如果在同一片区域的细菌寄生数量不断增长，那么这一区域的管道腐蚀速度也将加快。

1.5海水腐蚀

海水对天然气管道造成的腐蚀多发生在沿海地区，由于海水本身便是天然电解质，在海水当中，不仅含有大量的盐类化合物，而且还含大量的溶解氧以及腐败的微生物，加之受到海水温度、流动速度、pH值等因素的影响，天然气管道受腐蚀的概率将明显增加。比如海水中NaCl的总含量达到77%以上，而MgCl的含量约为3.2%左右，因此，海水具有较好的导电性能，含盐量越高，海水导电性越好，随着导电率的升高，海水对管道的腐蚀性也就越大。

2长输天然气管道的有效保护措施

2.1阴极保护措施

（1）阳极保护原理等同于原电池原理，主要是阳极被腐蚀，而阴极被保护。对于天然气管道来说，应用这种保护方式，可以借助于电位比较负的金属不断腐蚀溶解后所产生的电流对管道外壁进行保护，以防止外壁腐蚀。牺牲阳极保护装置主要由牺牲阳极、填料包以及测试桩组成，如果天然气管道处于水环境当中，那么除了导线连接以外，牺牲阳极也可以直接与被保护装置相连接。其中，填料包一般由硫酸钙、膨润土以及硫酸钠等混合物质组成。在选择阳极规格时，应当根据土壤电阻率以及腐蚀程序予以判断。（2）外加电流阴极保护。外加电流阴极保护原理等同于电解池原理，即通过外加直流电源的方法，为管道的金属外壁补充大量的电子，使金属表面各点位达到同一负电位，进而达到保护金属结构的目的。如图1所示。外加电流阴极保护装置主要由电源、控制柜、辅助阳极、焦炭填料、电缆、控制参比电极、电位测试桩、电绝缘等装置组成。在设计阳极地床时，按照埋置深度划分，可以分为浅埋式阳极地床以及深埋式阳极地床，浅埋式的埋置深度距离地表的高度为1-5m，深埋式距离地表的高度为20m以上，而对于长输天然气管道来说，与阳极之间的安全距离应当超过300m。目前，在保护长输天然气管道时，较为常用的方法是牺牲阳极法，而外加电流的方法使用频率相对较低。

2.2应用防腐材料保护管道涂层

一旦天然气管道腐蚀严重，将极易出现燃气泄漏的风险，进而埋下重大的安全事故隐患，天然气管道的保护工作至关重要。除了阴极保护法以外，目前，管道维护部门也常常利用一些涂刷防腐材料的方法，为管道外壁涂刷一道防腐层。使天然气管道与土壤和空间相隔离，这样，可以大幅降低管道外壁的腐蚀概率。防腐层所使用的防腐材料主要包括环氧粉末、聚丙烯涂层或者沥青、树脂等有机化合物材料。为了增强天然气管道的防腐效果，在涂刷防腐层时，管道维护部门可以同时结合阴极保护技术，这样，对延长管道的使用寿命将起到积极的图1外加电流阴极保护示意图直流电源辅助阳极地床（长效型）地面埋地输气管道促进作用。

2.3缓蚀剂保护措施

长输管道内部所输送的天然气之中含大量的硫化氢、二氧化碳和水物质，其会对管道内壁产生腐蚀，尤其是管道内部存在积水的情况下，腐蚀问题严重程度更高。在该情况下，施工人员可以合理应用缓蚀剂物质，在介质之中添加浓度合理的缓蚀剂，以对介质腐蚀金属的效率进行降低，提升管道内部抗腐蚀性的提升。缓蚀剂应用中，大都以复合型的化学物质为主，少量应用即可最大化应用效果。且由于缓蚀效率较高，可获取更加显著的抗腐蚀性。当前，我国众多区域均应用缓蚀剂开展防腐措施干预。

2.4覆盖层保护措施

覆盖层是介于天然气管道金属外壁与外界介质间的一道隔离层，它将天然气管道与空气、土壤、海水、微生物等腐蚀介质分隔开，进而达到延缓腐蚀的目的。目前，用于天然气管道外壁的覆盖层主要包括化学与电化学法生成的覆盖层、暂时性覆盖层、金属覆盖层及非金属覆盖层。其中较为常见的覆盖层是电镀层、喷镀层、渗镀层、热镀层等，由于覆盖层保护措施操作简便，施工速度快，因此在长输天然气管道防腐措施中具有较高的应用频率。

3结语

长输天然气管道的安全性事关人民群众的生命财产安全，因此，管道维护部门应当予以高度重视，除了对管道采取必要的保护措施外，维护部门应当始终抱有一种“防患于未然”的心态，事先编制一套天然气管道防腐应急方案，以应对随时可能发生的安全风险。同时，管道专业维护人员应当积极借鉴一些先进的防腐经验与成功案例，在消除安全隐患的前提下，为人民群众的生命财产安全保驾护航。

参考文献

[1]孙燕，李海军.油田集输管道防腐技术探究[J].云南化工，2018（04）：188-190.

[2]魏如鹏.油田腐蚀老化管线的研究与防护[J].中国石油石化，2016（08）：144-146.