张浩

摘要：目前在管道输送石油天然气时的工作中，地形复杂、天气恶劣都会在一定范围内影响天然气管道的耐久性和腐蚀潜力。天然气中的腐蚀丢弃物失效可能会造成石油燃料的泄漏，浪费石油资源，甚至可能引发爆炸事故，造成重大人员伤亡。因此，有效地防止管路的腐蚀性质是实现天然气运输管路正常供应的一个重要前提。本文简单介绍了天然气管道中水泥腐蚀的主要现状，接着就从内部和外部两个方面来分析天然气管道水泥腐蚀产生的主要原因。将天然气从各自的角度推荐出了一套防腐措施，使其能够合理、安全地运输石油天然气。

關键词：石油天然气管道;内腐蚀;外腐蚀;防护

引言

由于目前的石油天然气管道运输主要还是采用石油管道运输。然而，管道的畅通运输却同时面临着运输环境恶劣、土壤松散、地形复杂等诸多挑战。这极大增加了对天然气管道的耐蚀性和强度。另外，根据目前的相关资料，天然气管道若要采取安全防腐技术，其安全运行年限应该为25年。反之，只能维持2-3年。所以，如何有效地对其进行防腐处理就成为当务之急。

一、现状

管道上的天然气运输场地就是指把自己的天然气经过油气提供场地输送至其他地区。为此，管道必须经受不断发生变化的环境。此外，天然气本身也包括了一些具有腐蚀性的气体。由于这些内外部的影响，使得管道受到了严重的侵害。

由此可见，天然气管路中的污水锈蚀问题十分严重。尽管长期以来都有政府和地方部门制定了预防天然气腐蚀问题的政策，但是这些问题并未能够得到有效地解决。

一些城市更倾向于采用无腐蚀性的塑料管道来替代。但是，塑料管不适合一般用途，因为它比钢软、抗压性差、而且脆。例如，在非常寒冷的地区，塑料往往会在较低的温度下变脆，从而造成天然气的泄漏[1]。因而，如何有效防止石油和天然气输送管道中对钢材产生的腐蚀，这无疑是一个迫切需要解决的难题。

二、腐蚀机理

天然气主要分布在河流和沿海一带。比如塔里木盆地，渤海湾。因此，天然气的管道会受到水土流失和大量的海水侵蚀。对天然气管线的腐蚀主要有两个方面。一个是外部的腐蚀。外部环境会使钢材的腐蚀。主要有固体腐蚀、水性腐蚀、气体和液态腐蚀等，其次是内腐蚀。天然气自己体内包括了腐蚀性的钢铁和其他可能会腐蚀空调系统的管路中的化学品。

（一）天然气管道外腐蚀

固体腐蚀：主要指由于管道在地下埋设时所引起的土层腐蚀。土壤中包含大量的固体、液态和气质。其中某些成分含有一定的化学元素，如氧化铁，会与其他物质发生某种化学反应而直接导致锈蚀。有些土壤pH酸碱度相对较高，更容易侵入管道。一般而言，天然气管道的水土流失主要是由于地表土壤pH酸碱度、土壤含水量、地表气体质量、土壤孔隙度等多方面因素所影响[2]。

对于水体的侵害性腐蚀：因为目前许多自来气和水上排放的管道均分布于沿海和内陆。比如，渤海湾曾经是重要的自然气田。所以当一个管道内部处于这种环境中时，水分子的阳极性离子就会被影响。由于水分子和阳极离子由于与管道有很大一段时间的接触引起了电荷的转移，并与钢材料表面产生了氧化和还原的反应[3]。当钢的一些部位被水所腐蚀后，其锈蚀速度随之增加，保护管道变得越来越困难。

气体化学腐蚀：主要的是指由于同时暴露在恶劣空气环境中的各种有害可能气体包括诸如二氧化硫、氯化物等的有害化学气体颗粒，与其他已经同时暴露在恶劣大气环境条件中的其他气体空气之间间接发生的各种化学反应而直接引起的气体腐蚀。按照给水管道中主要暴露污水地点的不同，可以将其大致分为给水工业、海洋、农村、城市、地下水等几种。

（二）天然气管道腐蚀

当管道向输送天然气时，管道的内壁接触到输送媒介。但由于钢管的输送介质中包括了溶解氧、硫化氢等具有腐蚀性的化学物质，它们可能会直接侵蚀到钢管的内壁。此外，管道中的自来水和天然气也会在一定的压力下进行液化。这样，管道中就含有了固体、液态和气体。在进行天然气运输的过程中，这三种物质可以引起多相流侵蚀，最终使其腐蚀到管道的内壁。

三、管道的防腐方法

（一）外部防腐层工艺

在管道外部使用了防腐涂层工艺。目前在市场上使用的涂料主要是使用环氧粉末，这类涂料的主要优点之一就是对于钢材的附着力强、耐冷弯、抗磨。目前，在利用这些原材料对外防腐进行涂层处理的技术相对比较成熟，但是其价格相对比较合理。专家们预测，这些新型防腐材料在未来还将继续被研究和应用。但是，对于石油天然气管道的防腐处理工作，所需要使用的材质非常多，而且并不便宜。因此，我们有必要加大技术研究的力度，开发出一种价格低廉、防腐性能好、易于应用的材料。

（二）内涂层技术

内涂层技术主要指在管道内部直接涂抹各种液态环氧树脂、环氧粉末等材料，以有效减少与管道内部的摩擦，延缓或防止其他物质对管道内部的腐蚀。内涂处理技术的特点和优势主要包括以下几个方面：可有效提高其流动性，减少沉淀和维修量，更清晰地检查管道内表面。

（三）阴极保护技术

对天然气管道使用的阴极保护技术主要是通过额外对其在管道表面损坏涂层进行保护以防止其被腐蚀。目前在工业中应用较多的是外加电流阴极法，适合于使用长距离、大口径天然气管道，不受工业地形条件的影响。阴极腐蚀性防护因为具有结构相对简单、工作量小、对周围的金属材料的干扰小等优势而被广泛采用。

阴极保护技术具体说就是指向自己的天然气管路内部注入了一定数量的直流电，管路内部的表面会受到电流波动的影响而发生阴极极化，从而可以减弱或者有效地消除被腐蚀的各类原子电池之间的电极相位差[4]。防止对土壤和水管路的腐蚀。阴极性保护技术的实际应用条件主要有以下几个方面：土壤的耐受腐蚀性介质必须是具有高度导电性，管道中受保护的任何金属材料必须极易产生阴极性的变形。

四、结束语

天然气和可再生能源是十分重要的资源。为了保障对于石油和天然气的安全运输，一方面应尽量采用先进的天然气管路和防护工艺，另一方面应积极加强对于防护性材料的开发，以更便宜的价格并且相应开展更强有效的防腐功能。

参考文献

[1]朱伟，赵会军，齐玉成，朱宇轩.探析天然气管道腐蚀与防腐蚀处理技术[J].石化技术，2016：251.

[2]吕硕，祁悦.石油天然气管道的腐蚀与防护[J].中小企业管理与科技，2020：195-196.

[3]柴明.石油天然气管道腐蚀与防护技术分析[J].石化技术，2017

[4]尤财，姬文学，张博.天然气管道腐蚀和防腐处理技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2016