天然气管道防腐的有效方法

[摘 要]近年来天然气已经成为了我国城乡居民的主要燃料能源,其需求量也得到了巨大的提升.天然气行业的迅速发展也必然带动了天然气管道施工建设行业的发展,越来越多的天然气管道被铺设在我国各地,担负着为广大居民输送天然气的重要责任.天然气管道的重要性不言而喻,因此它的质量控制工作一定要落实到位,严格实施各项技术措施来保证管道线路的正常通畅,为天然气企业的经济效益和人民群众的人身财产安全提供可靠保障.在现实当中,管道腐蚀是天然气管道质量的主要影响因素,会对其产生非常严重的后果,因此我们要加强管道的防腐控制工作.本文就结合实际工作经验来简要谈谈天然气管道防腐的有效方法.

[关 键 词]天然气管道；防腐；有效办法；技术措施

在天然气管道建设中,因为管道受腐蚀带来的损失每年都占到我国GDP的3％以上,充分表明管道腐蚀问题不容小觑.天然气行业的高速发展,天然气供给量的不断提升,管道线路建设范围的不断扩大,必然伴随着很多管道腐蚀问题的出现.如何使用有效办法对天然气管道实行防腐处理,就成了我们广大管道工程建设工作人员长期研究的课题.目前我国管道防腐技术已经获得了一定的发展,一般都会采用阴极保护和管道防腐层相结合的办法来强化管道防腐蚀能力.

1.阴极保护法

阴极保护法是管道防腐技术发展的一个里程碑,对于实现天然气管道的金属表面防腐有着非常重要的现实意义.不过它仍存在着一定的缺陷,如果仅仅使用阴极保护技术而不结合管道涂层保护技术的话,那么会因为电量消耗过大导致其不适合在现实中使用,也就是说单独使用没有较强的实用性.另一方面,仅仅对管道采用涂层技术实施防腐也是无效的,因为土层不可能处于完美状态,一旦出现孔洞或者破损部位就会导致腐蚀电池的产生,该电池作用在管道损坏部位,不仅不能防腐,反而会加快腐蚀的速度,具有很高的危险性.而涂层保护技术和阴极保护技术相结合,可以有效减少电流密度,将保护效果作用的范围扩大化,提高防腐技术的节约性和可行性,成为现今运用最普遍的一种管道防腐方法.

阴极保护法实现的基本途径有两种,即外加电流和牺牲阳极,都可以达到抑制腐蚀电流,保护管道不被腐蚀的良好效果.这两种途径的不同之处在于他们的适用对象,外加电流法适用于一些距离较长、口径较大的天然气管道上且不受地形限制,牺牲阳极适用于一些小型结构的城市天然气管道中,二者能够完美互补,共同促进天然气管道防腐事业的发展.

1.1在埋地天然气管道中应用阴极保护法的必要条件

首先,必须要保证受腐蚀作用的介质是电的良导体,以便能有连续的电路成立,才能有效引流管道上的电流,这是阴极保护法应用的基本前提.

其次,阴极保护法的必备条件是对管道进行电绝缘处理,从而起到降低通过的保护电流密度,给天然气管道提供很好的保护.具体方法是使用覆盖层将管道完全覆盖绝缘,可以在减少电流消耗的同时对管道起到了保护作用.

然后,受到防腐保护的管道材料要很容易在介质中进行阴极极化反应,不然的话会大大增加电量消耗,造成电力资源的盲目浪费,不体现出阴极保护法的实用性.

最后,除了要确保受保护管道和不受保护管道之间能够电流能完全绝缘,还要确保受保护管道内部具有较好的电流连续性,不会有电流中断导致阴极保护失效的现象发生.

1.2阴极保护法应用范围

此种天然气管道防腐方法具体应用的范围可以根据其实施途径来划分：

外加电流法主要应用于距离较长的天然气管道防腐工程中.为了充分保证阴极保护能够取得预期的效果,绝缘接头是必须配备的部件.这种部件安装的主要位置是受保护作用管道的头尾两端.

牺牲阳极法主要应用于小型城市天然气管道网络,绝缘接头也是它所必须的.实际工作中,往往要根据土壤电阻率的具体情况来确定正确的阳极选择：如果土壤的电阻率在15Qm－100Qm的范围之间,那么选用的是组合式镁阳极；如果土壤电阻率在15Qm以下,那么选用的是组合式锌阳极；如果土壤电阻率在100Qm以上,那么牺牲阳极法就起不到较大的实际作用了,可以考虑使用其他阴极保护法来达到管道防腐的目的.

对于一些大型站库内埋设范围较广、质量安全要求较高的天然气管道,通常使用区域性的阴极保护法,避免对周边环境造成影响.

2.涂层保护法

目前行业内应用最普遍的管道防腐方法就是涂层保护法,即使用相关涂层将管道内外表面与其中输送的介质充分隔开以达到防腐的效果.在对受保护管道进行涂层处理时,预先要做好合适的涂装准备,以减少因涂层表面不清洁给涂层寿命带来的影响.具体的准备工作包括除锈和清灰两个环节,全部完成并保证涂装管道表面没有任何锈迹或者土灰后就可以开始对管道进行涂层保护防腐处理了.

2.1防腐涂层特点

保护天然气管道不受腐蚀作用的涂层应该具有以下特点：机械强度较高、稳定性良好、电绝缘性优良、有效抵御阴极剥离、破损处修补简单方便.

不同的防腐涂层在天然气管道中应用的具体位置也不尽相同,比如煤焦油瓷漆和二层聚乙烯多用在长途天然气输送管道,三层聚乙烯主要用于集中天然气输送管道,重要性次之的小型管道使用的是石油沥青,重要性再次之的城市管道就只能用胶带等代替了.

2.2防腐涂层新技术

随着世界各国对防腐涂层研发力度的不断升级,各式各样的新技术被应用到防腐涂层领域,给管道防腐事业带来了勃勃的生机.

（1）纳米材料涂层

作为一门新兴的高端技术,纳米技术在近几年内备受关注.通过结合纳米技术的微观化性能,可以使管道防腐涂层材料性能得到革命性的提升.纳米技术在防腐涂层中得到应用,能够全面增强涂层材料的硬度、强度、抗老化性、抗热性等可靠性能.通过在涂层材料中适当添加小颗粒状的纳米粒子,能够大大地提升材料的防腐蚀性能,为涂层保护防腐法提供了更加丰富的选择.

（2）环氧聚乙烯粉末防腐涂层

这种新型的涂层具有双层粉末结构,基本不会出现分离,很适合在实际管道防腐中应用.不过我国目前并没有应用该技术的先例,希望不久以后可以引进我国,帮助我国提高管道防腐技术水平.

3.新型管道材料的开发利用

由于很多天然气管道的构成材料都是金属,极易受到腐蚀影响自身质量,因此科学家们积极开发出各种非金属管道材料来代替金属制造天然气管道,这种新型材料管道在结实耐用、安全可靠的同时还具有很强的抗腐蚀性,并且不需要进行阴极保护法防腐而大大简化了施工工序、降低了工程成本,受到了越来越多的天然气管道工程的青睐,已经逐渐成为天然气管道工程行业的新宠儿.

与传统金属管道相比,新型非金属管道具有如下优势：寿命长达30年之久,高于同类金属管道的3倍多；维护手法简单、费用少；保温性能好,能有效隔热,为天然气输送安全提供了保障；对所输送的天然气阻力小,且不会污染天然气的纯度；安装方便造价低.综合这些优点,相信非金属新型管道材料在不久的将来必定会在天然气或其他管道工程中占有很重要的地位,为我国天然气管道防腐事业做出突出的贡献.

4.结语：

上述文章内容简要介绍了一些天然气管道防腐的有效方法,并对管道防腐行业做出了未来的展望.作者相信,只要我们相关技术人员积极致力于技术研发与应用工作,肯定能推动天然气管道防腐技术水平不断提高,最终促进天然气管道工程行业持续发展.