摘要:天然气运输具有一定的危险性,目前管道腐蚀是天然气运输中比较常见的一种危险元素,管道容易在运输的过程中,受到外界因素、内部温度与管道自身介质的影响而造成腐蚀,而受到天然气性质的影响,天然气能源也会对管道造成一定的腐蚀影响,为提高管道运输的有效性,应注重在天然气运输中的管道防腐处理,预防管道腐蚀危险,使得天然气运输更为顺利。
关键词:天然气运输;管道防腐;问题
经济发展战略下,天然气作为一种常见能源、刚需能源,必然要通过运输形式进行输送,填补我国的能源需求空缺,使得天然气运输在安全的环境中提供能源安全保障。由于天然气运输中的管道防腐是多发因素,影响运输效率的重点因素,应充分考虑影响管道的物理、化学条件,找寻管道遭受腐蚀的原因,从而在管道防腐中,采取科学的技术形式,满足防腐条件,避免造成环境污染、资源浪费。
1、天然气长输管道遭受腐蚀的类别
1.1内壁腐蚀
天然气运输中,其中含有的水分逐渐的蒸发,在管道的内壁上形成一层薄膜,水汽逐渐与管道发生原电池反应,使得内部受到损害,部分天然气物质在运输过程中,会碰撞管道破坏管道结构,甚至与管道材料产生化学反应,使得内部密实度降低,内壁在腐蚀下穿孔,难以满足运输的需求[1]。
1.2土壤腐蚀
部分长途运输管道隐藏在地下区域,管道的钢材与土壤发生了相互影响,土壤能够渗入水分,温湿度变化大,不同区域中的土壤氧气渗透率不同,这样就会导致管道在不同的区域呈现出分段结构差异,部分管道分段由于土壤性质的影响,穿孔泄漏,不仅会造成资源的流失,还可能发生潜在的爆炸危险。
1.3杂散电流的腐蚀
电流腐蚀产生的主要表现就是漏电,由于管道周围铺设了交通轨道,交通枢纽所应用的电流逐渐渗透入管道周围,甚至钻入管道的部位中,形成从轨道到管道的电流线路,在电流游走的过程中,使得管路随着电流路径发生了泄漏,继而遭到腐蚀破坏。
1.4大气腐蚀
大气环境中,由于水分含量多变,在不同的气候环境与时间差下,水汽浓度有所变化,当大气中水汽的浓度比较高,加上酸性物质的融合,就会对管道的金属表层造成腐蚀,在电化反应下,腐蚀速度较快。
2、天然气长输管道运输过程中的腐蚀问题
2.1外界相关因素
天然气储存运输的过程中,由于环境有所变化,在不同的环境影响下,管道受到了不同的压力、湿度影响,使得管道无法支持运输,在温差比较大的区域,或者长途运输中,由于温度时高时低,水分含量有所变化,管道受其影响发生了物理、化学反应,不仅加速了管道的腐蚀,同时还能够导致运输的天然气性质改变。加上生物催化,当细菌附着于管道上,虽然不能直接产生腐蚀作用,但在细菌的活动中,与管道的金属材质形成电化学反应,而使得管道被细菌腐蚀,同时细菌新陈代谢中还会产生可腐蚀管道的物质,如硫化物,使得管道所处的环境发生了改变,破坏金属表层[2]。
2.2施工原因
管道进行装卸中,天然气在运输维护中,由于相应的施工、管理人员的专业能力不足,危险防控能力差,所选的管道材料不符合抗腐蚀标准,没有按照预设的程序进行天然气运输,施工操作存在误差,导致管理的作用难以发挥,受到了腐蚀威胁。天然气运输的有关施工人员,缺乏责任意识,按照自己的经验安排活动,操作步骤不完善,操作形式不合理,造成管道周围腐蚀性条件增加,难以保障管道的稳定性。
2.3天然气对管道的影响
运输的天然气本身也会与管道发生反应,在管道的内壁表层,受到酸性气体的干扰,而导致天然气在运输的过程中被溶解,与管道融合,逐渐受到酸性物质的侵害,腐蚀性随着时间加剧[3]。
3、天然气长输管道防腐措施
3.1内部防腐
内壁防腐是从管道应用的基础层次进行的安全考量,尤其在运输中自然会产生对管道的腐蚀作用,考虑到管道内壁腐蚀发生可能性比较高,应结合管道运输中的天然气介质、天然气可能性反应等进行分析,主要考虑常发的硫化氢、二氧化碳腐蚀危害,应避免硫化氢以及二氧化碳对管道造成的腐蚀影响,根本上避免天然气发生反应形成这些有害介质,考虑到管道内壁水汽比较集中的位置容易发生开裂等问题,针对这种腐蚀因素,应使得管道内壁在涂抹缓蚀剂后,具备一定的抗水性能,缩减管道内壁遭受腐蚀而变质的速度,这样一来就能够避免管道腐蚀时间长没有被发现,而产生的严重穿孔等问题,有助于运输人员及时发现问题,在还未造成严重的腐蚀危害时进行物理处理。
3.2防腐层技术
除了基本的防腐涂层材料,我国还在不断钻研有关管道防腐的技术形式。目前我国已经能够独立的加工Φ25~2800mm钢管3PE涂层,逐渐开始大规模的使用和普及,使得腐蚀性介质与管材能够隔离开,而这样的技术形式还比较适用于普通的运输,若是在恶劣天气下,在比较特殊的运输环境中,如高热、高寒的环境下,天然气也会自然的升高与降低温度,所以腐蚀涂层的材料还应复合起来,利用搭建的复合抗腐蚀结构,抵抗管道运输中发生了的物理与化学反应,构建管道的保护层,不仅能够防腐,还能够保温、散热,在管道的外部表层,可利用防腐涂层与保温涂层集成涂抹,从而有效避免大气水分、地下水分的渗入[5]。防腐涂层应能够有效地补充原管道涂层中的缺陷,使得管道自身的绝缘性能提高,建立管道的内壁隔离屏障,同时要注意在涂层的补充上,避免造成对天然气运输的阻碍,应保障天然气输送仍旧正常运作,涂层应附着于管道内壁,能够抵抗在管道运输中产生的物理碰撞损伤,减少摩擦危害,并且结合管道发生的损害进行补救,应考虑到涂层的材料性质,分析材料的劣势,如PE二层容易在曝光下老化,PE三层更为昂贵,应依据运输的实际需求,分析运输的成本、周围环境等,选择更具性价比和应用价值的材料。
3.3阴阳极保护技术
阴阳极保护功能,是阴极与阳极的对应性保护模式,通常采用更多的是阴极保护,阴阳极可与涂层作用相互联合,这样就在基本的涂层保护上,又添加了一层阴阳极保护性能,目前我国比较常用的阴阳极保护形式有排流保护、牺牲阳极法、附加阳极法,依据电化学的反应,进行反应隔绝。基于电化学腐蚀的条件,而在阴阳极保护的作用下,抑制氧化反应的发生,管道多为金属材质,这些材质可通过阴阳极技术而避免与有关的介质发生腐蚀反应,并能够减慢腐蚀速度,技术的应用中,可辅助增加管道金属的负电位,在技术的应用中,应注意在阴极与阳极之间构建可导电的介质,使得导电更为通畅,在电位差原理下,可进行成本较低的排流处理,能够提升在管道局部区域的保护力度,应基于土壤的内部环境等,进行阴阳极选择,构建比较适合管道保护的阴阳极技术模式。
4、结语
综上所述,天然气运输过程中,管道的维护能够保障资源不被浪费,使得运输工作效率提高,管道腐蚀问题在天然气运输中比较常见,应分析管道遭受腐蚀的类别、问题,分析腐蚀中产生的各项不良条件,寻求更合理的管道保护措施,隔绝腐蚀性元素,使得管道在相应学科原理下,有抑制腐蚀速度的能力,从而保障天然气运输的质量,使得我国的天然气运输工作顺利开展。
参考文献
[1]雷振邦.天然气运输中的管道防腐问题研究[J].石化技术,2017,24(1):31.
[2]张为.天然气运输中的管道防腐问题分析[J].化工管理,2017(5).
[3]姜德文.天然气运输中的管道防腐问题研究[J].当代化工研究,2018(11):62-63.
[4]李磊.天然气运输中的管道防腐问题研究[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(20):31-32.