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淺談天然氣長途傳輸管道防腐技術及措施

文檔作者：任傳奇文檔來源：長江大學		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月17日
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2014 年3 月
淺談天然氣長途傳輸管道防腐技術及措施
任傳奇（長江大學遼寧盤錦124010）
摘要：油氣資源在能源的使用上有著不可替代的地位，相應
的作為主要的運輸途徑管道運輸也是十分重要的。但是由于復
雜的環(huán)境因素，管道長期受到環(huán)境中酸、堿、鹽以及地下水的作
用。管道運輸遭受到化學腐蝕和電化學的腐蝕，本文就這兩種腐
蝕機理，提出相應的檢測手段和防腐技術和措施。
關鍵詞：管道運輸；化學腐蝕；電化學腐蝕；防腐技術
引言
隨著我國石油和天然氣工業(yè)的發(fā)展，管道運輸?shù)慕ㄔO和發(fā)展
也是十分迅速的，管道運輸以其運輸成本低、經(jīng)濟的特點在油氣
的運輸中占據(jù)主要的地位。但是在環(huán)境中存在的諸多腐蝕因素
使得運輸管道遭受化學腐蝕和電化學腐蝕作用，造成管道的腐蝕
和破環(huán)，不僅僅導致財產(chǎn)的損失還會對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。在
管道的運輸發(fā)展中也提出了許多解決腐蝕的技術和措施，防腐技
術的發(fā)展決定了管道運輸?shù)男А?
一、常見的管道腐蝕
1.化學腐蝕
油氣管道的運輸最直接腐蝕來自于輸送的油氣自身，油氣中
的化學物質和管道發(fā)生直接的化學腐蝕作用，主要是油氣中的非
電解質與油氣管道發(fā)生直接的氧化還原化學反應造成管道的破
壞，化學腐蝕最明顯的特點是沒有出現(xiàn)電子的轉移是純粹的化學
物質和油氣管道直接作用產(chǎn)生的管道皮層脫落，變薄。由于輸送
的油氣管道中都存在很高的壓強，在壓強的作用下就會在管道的
局部薄弱部分造成油氣的泄露、噴發(fā)事故。該腐蝕作用在管道中
是長期的緩慢的，需要很長時間的作用才會產(chǎn)生，對這類的腐蝕
防范也比較容易。
2.電化學腐蝕
電化學腐蝕顧名思義就是運輸管道和電解質之間形成短路
原電池，管道的金屬部分和電解質間有電流的流動，作為陽極的
金屬部分發(fā)生電解溶解反應。這樣的反應導致管道的金屬層逐
步的分解腐化，這種腐蝕作用的發(fā)生對管道的腐壞的速度比較
快，產(chǎn)生的破壞也比較大。因為形成原電池，這樣就使得腐蝕的
氧化反和腐蝕反應分開進行，氧化反應發(fā)生在作為陽極的金屬部
分，這部分金屬中的原子會失去電子流入到電解質之中發(fā)生氧化
的反應，失去電子的金屬原子就會以陽離子的狀態(tài)存在，離子存
在于電解質溶液中，就會產(chǎn)生金屬的腐蝕。而還原反應發(fā)生在作
為陰極的電解質之中，她們得到從金屬中轉移流出的電子形成陰
離子，一般形成的陰離子也可以和金屬陽離子結合形成新的化學
物質。這種電化學腐蝕的特征是：1)
由于在電解質的腐蝕過程中氧化和還原反應都是分來的在
不同的部位進行的，這種腐蝕作用的產(chǎn)生對管道運輸?shù)挠绊懸草^
大，管道運輸采取措施盡量避免此種腐蝕的出現(xiàn)和發(fā)生。
二、管道腐蝕的檢測方法
1.電阻法
電阻法是通過測量暴露在油氣中的金屬元器件的電阻值來
確定金屬管道的腐蝕程度。主要的原理是電阻測量的電阻儀的
探頭和金屬管道的材料在一定的情況下，電阻值的變化是由橫截
面積引起的。
2.滲氫監(jiān)測法
金屬的腐蝕中常常會有產(chǎn)生酸性的環(huán)境，會有氫原子的產(chǎn)
生，滲氫監(jiān)測是監(jiān)測在腐蝕中的氫原子的產(chǎn)生量和氫原子的擴散
方向來確定腐蝕的程度和腐蝕的方向。從而可以掌握和了解管
道中的腐蝕情況，及時有效的采取應對措施。
3.線性極化法
線性極化法是針對管道的電化學腐蝕的檢測手段。在電化
學腐蝕中會形成原電池，在金屬管道和電解質之間有電流的流
動，線性陰極法是利用靈敏的電流計來測量管道中的電流的大小
和流動的方向，從而精確的判斷出電化學腐蝕對管道的損傷程度
和損傷的具體位置。
三、管道防腐的技術和措施
1.外防腐層技術
外防腐層技術在運輸管道中最常用，主要是在管道的外層再
涂加上抗腐蝕的材料來減少環(huán)境對金屬層的腐蝕作用。在常用
的外防腐層的材料中環(huán)氧粉末、聚乙烯包覆層、三層PE 結構防腐
層等因為良好的性能并且具有低廉的價格優(yōu)勢在外防腐層技術
中被廣泛的使用。我國的管道運輸相對于別的國家還有著一定
的技術差距，對防腐層材料的需求也巨大，迫切的需要防腐性能
好、價格低廉的材料。對運輸?shù)墓艿肋M行外防腐層處理是我國現(xiàn)
今最主要的防腐手段，除了使用的防腐材料需要進一步改進和提
高之外，在外防腐層的施工技術方面中也有需要提高的。
2.內(nèi)涂層技術
在管道的內(nèi)層進行涂層處理，不僅僅可以降低運輸?shù)挠蜌鈱?
管道的腐蝕作用，還可以降低油氣和管道之間直接的摩擦阻力，
提高管道運輸?shù)男?。在我國這種涂層技術需要逐步的進行推
廣和普及，管道內(nèi)壁涂抹一定的防腐性材料最能滿足環(huán)保的要
求，即能減少管內(nèi)的沉積物又可以有效的降低由于材料的揮發(fā)破
壞產(chǎn)生的對環(huán)境的影響。
3.陰極保護技術
陰極保護技術是針對于管道中出現(xiàn)的電化學腐蝕現(xiàn)象提出
的，因為電化學腐蝕具有1）腐蝕中存在電子和陰陽離子的轉移；
2）電化學腐蝕中氧化還原反應的過程是分開進行的，氧化反應和
還原反應發(fā)生在不同的部分，因而反應的速度較快，造成的影響
大;陰極保護技術的主要目的是降低電解質對金屬的腐蝕，最常
用的兩種方法是1）犧牲陽極保護法，在被保護的金屬中加上比其
活潑的金屬并且放在電解質中，在腐蝕中腐蝕活動性強的金屬降
低對需要保護的金屬的腐蝕作用，如對鋼鐵的保護中常常串接上
鋁、鋅等比鐵活動性強的金屬，在電化學腐蝕中腐蝕鋁、鋅從而達
到保護鋼鐵的作用。2）外通電流保護法，即在金屬管道中通入適
當?shù)碾娏鱽硌a充管道中的金屬因為電化腐蝕造成的電子的損失，
這樣也可以達到保護金屬管道的目的。后者受到的環(huán)境因素的
影響較少，可以用于在長途運輸?shù)墓艿婪栏小?
結語
我國的人口眾多對能源的消耗巨大，油氣資源的使用最廣，
對環(huán)境的影響相對較低。石油石化工業(yè)的不斷發(fā)展，也促進了管
道運輸?shù)倪M步，管道運輸在油氣的運輸占據(jù)著不可替代的位置，
在我國的油氣輸送中主要是通過管道運輸來進行的，我國也已經(jīng)
逐步建立和完善了管道運輸系統(tǒng)。在管道運輸中腐蝕是最大的
威脅，在防腐中主要的手段是1）在管道的表層涂加耐腐蝕的材
料，阻斷金屬和環(huán)境中腐蝕物的接觸達到防腐的效果;2）利用電
化學的方法來控制管道材料和電解質之間的氧化還原反應降低
管道的損失情況。從一定程度上來看，管道防腐技術直接關系著
管道運輸?shù)陌踩c否！所以管道運輸?shù)姆栏蛯Ωg點的檢測
成為重中之重，希望本文對提出的防腐的檢測和措施能夠對管道
運輸提供幫助。
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