天然气长输管道防腐的重要性及防护措施.pdf

第 4 2卷第 4期 2 0 1 3 年 4月 当 代 化 工 C o n t e m p o r a r y C h e mi c a l I n d u s t r y V o 1 ． 4 2．N O ． 4 A p r i l ，2 0 1 3 天然气长输管道防腐的重要性及防护措施 晏 金 龙 中国石油辽河工程有限公司， 辽宁 盘锦 1 2 4 0 1 0 摘 要天然气长输管道的埋地土壤环境 ，对管线金属材料形成腐蚀，会降低管线的强度，甚至破坏管道 的结构，严重缩短管线的使用寿命 。通过分析金属腐蚀原理，在天然气长输管道的设计和施工过程中，选择有 效的防腐设计方案和施工保护措施，对管线金属材料进行防腐蚀保护，延长管线使用寿命，保障管线的安全运 行 。 关键词天然气长输管道；腐蚀；防腐涂层；阴极保护；施工过程防腐 中图分类号T E 9 8 8 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 3 0 4 0 4 3 4 0 2 I mpo r t a nc e a nd M e a s ur e s o f An t i c o r r o s i o n i n Lo n g d i s t a n c e Na t u r a l Ga s Pi p e l i n e s Y AN J i n l o n g L i a o h e P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g C o ． ， L t d ． ， L i a o n i n g P a n j i n 1 2 4 0 1 0 ， C h i n a Ab s t r a c t “T h e b u r i e d s o i l e n v i r o n me n t o f t e n c a u s e s c o r r o s i o n o f t h e p i p e l i n e me t a l ma t e r i a 1 ． wh i c h c a n r e d u c e t h e s t r e n g t h o f p i p e l i n e ， o r e v e n d e s tr o y t h e p i p e l i n e s t r u c t u r e a n d s h o r t e n t h e s e r v i c e l i f e o f t h e p i p e l i n e s e r i o u s l y ． I n o r d e r t o p r o l o n g t h e s e r v i c e l i f e o f p i p e l i n e a n d e n s u r e t h e s a f e o p e r a t i o n o f p i p e l i n e ， e f f e c t i v e a n t i c o r r o s i o n d e s i g n p l a n a n d c o n s t r u c t i o n p r o t e c t i o n me a s u r e s i n t h e d e s i g n a n d c o n s t ru c t i o n p r o c e s s o f l o n g t r a n s p o r t a t i o n p i p e l i n e s h o u l d b e s e l e c t e d t h r o u g h a n a l y z i n g t h e c o r r o s i o n p r i n c i p l e o f me t a 1 ． Ke y wo r ds Na tur a l g a s p i p e l i n e ； Co r r o s i o n ； An t i c o r r o s i o n c o a t i n g ； Ca t h o d i c p r o t e c t i o n ； T h e c o r r o s i o n o f c o n s t ruc t i o n p r oc e s s 为保证长输天然气管道的运行安全 ，常用的敷 设方式为为埋地敷设。天然气长输管道 的核心材料 是金属材料 ， 在与地下水和土壤的长期接触过程中， 金属材料很容易产生复杂的化学腐蚀，降低管线的 强度，甚至破坏管道结构，严重缩短了管线的使用 寿命 ， 给管线 的安全运行带来 了极大的风险。因此 ， 对埋地长输管线采用合理的防腐蚀控制措施，能够 确保对金属管道进行有效保护 ，延长使用寿命 。 1 天然气长输管道腐蚀机理 金属腐蚀主要分为物理腐蚀、化学腐蚀和电化 学腐蚀。由于天然气管道输送介质为含水量 、含硫 量合格的天然气，管线内腐蚀量极小 ，主要腐蚀点 在管线外侧。根据埋地长输管线环境状况，其腐蚀 原因主要包括土壤腐蚀、 细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。 地下水中溶解着一定量的金属离子 ，在地下水 的作用下，就使土壤具有一定的离子导电性，土壤 本身的物理化学性质不均匀性和金属管道材质的不 均匀电化学性质，构成埋地金属管道的电化学腐蚀 因素，由此产生土壤腐蚀。 部分特殊环境 中的土壤含有硫酸盐还原菌 ，在 该细菌可参与电极反应 ，形成细菌腐蚀。 杂散电流腐蚀是由管道系统环境外的杂散电流 造成的，分为直流杂散电流腐蚀和交流杂散电流腐 蚀。直流杂散电流腐蚀是在电极电位高和电位低 区 域发生 的阴极放 电还原和阳极电子被氧化反应， 形 成阳极的腐蚀 。交流杂散 电流腐蚀是管道附近高压 电力线产生的二次感应交流电，形成电化学电池腐 蚀， 其特点是腐蚀量较小但较集 中n 。 2 天然气长输管道防腐蚀方法 天然气长输管道防腐主要方法分为涂层防护、 电化学防护和排流防护三种 。 2 。 1 涂层防护 涂层防护是指在金属管道外表面通过覆盖防 腐绝缘层，隔离管道金属材料与腐蚀环境，达到防 止金属腐蚀的防护技术。该技术的核心是涂层的漏 点控制和涂层的抗剥离强度 ，防腐涂层只有与钢管 孳 暑 翟 1 -] 2 69 8 0 一 ， 男 ， 辽 宁 盘 锦 人 ， Z - 程 师 ， 2 0 0 4 年 毕 业 于 辽 宁 石 油 化 工 大 学 油 气 储 运 专 业 ， 研 究 方 向 油 田 地 面 建 设 及 长 输 管 道 作 者 简 介 晏 金 龙 1 一 ， 男 ， 辽 宁 盘 锦 人 ， 程 师 ， 年 毕 业 于 辽 宁 石 油 化 工 大 学 油 气 储 运 专 业 ， 计 冗 刃 同 油 刚 地 回 延 议 及 长 椭 馐 迫 设计。E - m a i l y a n j i n l o n g l 6 3 ． c o m 。 第 4 2卷 第 4期 晏金 龙， 等 天 然气长输 管道 防腐 的重要性及 防护措 施4 3 5 表面保持良好的粘结，才能发挥性能其。三层 P E 袋，以防擦伤防腐层。对于石方段管沟，应在管沟 防腐层是近些年在天然气长输管线中广泛应用 的涂 底部 回填 2 0 0 m m厚细土 ，防止管线下沟过后对管 层防腐技术，是一种对原材料质量、涂敷预制工艺 线防腐涂层造成损坏。对已经出现的涂层破损，应 参数准确性控制，以及检测水平要求都高的防腐层 按照防腐涂层补伤操作规程进行补伤，消除管线涂 体系，涂层防腐质量好，造价相对较高。 层的破损造成的防腐安全隐患。 2 ． 2 电化学防护 电化学防护分为牺牲 阳极保护和阴极保护。 牺牲阳极保护方法 ，是通过选择金属活性高的 金属材料与被保护管道形成极化反应 ，在极化反应 中损失活性高的金属材料 ，从而使相对活性低 的金 属管道得以保护。 阴极保 护是通 过外加 阴极 电流作用在被保 护 管线上，使金属管道外表面成为电化学腐蚀中的阴 极 ，形成阴极极化 ，从而使金属管道得以保护口 。 2 ． 3 排流防护 排流防护是采用绝缘钨电缆 ，将被保护的金属 管道与排流设备相连， 把管道环境 中的杂散电流引 回电气设备或引至地极， 从而使金属管道得以保护。 排流保护的方法主要有直流排流 、强制排流和接地 排流 。 目前的天然气长输管道 的防腐设计 ，在选用三 层 P E 防腐层的条件下 ，一般采用外加电流保护 ， 根据线路的长度 ，分段设置若干阴极保护站 ，特殊 地质条件下 ，采用牺牲 阳极进行辅助保护。 3 天然气长输管道施工过程中的防腐 蚀控制 施工过程 中，施工现场 的管线运输 、卸管 、及 布管 、组对和焊接过程 中，应严格按照施工技术规 程 ，禁止野蛮施工 ，吊具宜使用尼龙 吊带或橡胶辊 轮吊篮，严禁直接使用钢丝绳，管道下沟时，应注 意避免与沟壁刮碰 ，必要时应在沟壁垫上木板或草 天然气长输管 线全线应采取临时 阴极保护措 施。临时阴极保护采用带状锌阳极 ，阳极界面尺寸 8 ． 7 3 m m1 0 ． 3 2 m m，每 1 k m敷设 1 5 m，阳极带通 过测试桩与管道连接 ，防止施工过程 中环境对管道 的腐蚀。 大开挖穿越的河流或定 向钻穿越的河流 ，穿越 段两端的电流测试桩位置处需要各埋设一组锌合金 牺牲 阳极 ， 阳极组由 4支净重为 2 4 ． 5 k g ／ 只的预包装 锌阳极组成。在盾构穿越河流的隧道内，设置高纯 锌参 比电极 每 2 0 0 i n置 1 只 ， 参比电极引线引入 河岸 的测试桩 内，对管线进行防腐蚀保护。 4 结束语 埋地钢质管道是天然气长输管道最主要的传输 载体， 但金属 管道 的腐蚀给 国家和企业造成 了严重 的经济损失。金属管道外防腐技术和防腐层施工的 质量控制，关系到管道的使用寿命和安全运行。结 合长输管道穿越地区土壤性和地下水特点，采取不 同的外防腐保护设计 、施工过程 中保护措施及规范 的施工规程 ，确保天然气长输管道创造更大的经济 效益 。 参考文献 [ 1 ]梁艳华．长输管道腐蚀与防护设计浅析【 J J l 电化学保护， 2 0 0 2 ， 1 9 6 4 1 ． [ 2]王凯输 油管道防腐的重要性及措施[ J ] ． 河南科技，2 0 1 1 ， 2 下 7 O ． [ 3 ]徐小兵． 油气长输管道工程施工技术手册[ M1．北京石油工业 出版社， 2 nl1 ． 432 -433 氯碱化工创新能力项 目通过验收 近期，受国家发展改革委委托，新疆兵团发展和改革委员会组织技术、经济和管理等方面的专家，对列入国家 2 0 1 1 年 “ 国家地方联合工程研究中心创新能力建设专项”的现代绿色氯碱化工工程研究中心f 有限公司 现代绿色氯碱化工国家地方 联合工程研究中心f 新疆兵团 创新能力建设项目进行了验收。 该项目搭建了低汞触媒评价平台、无汞触媒研发平台，完成了 3 0 0 0吨／ 年新固汞触媒工业化示范装置、高效气相汞回收 工业化示范装置和低温等离子氯化聚氯乙烯工业化示范装置的建设工作， 技术水平达到国内领先。对我国电石法聚氯乙烯行 业的清洁生产技术的发展具有显著推动作用， 保障了我国电石法聚氯乙烯行业健康可持续发展。通过项目的实施，申请国家 专利 1 7项 其中获授权 1 1 项，6项实用新型专利 ，完成科技成果鉴定 2项，行业标准一项。