吉家增 陈良 付亮亮 张伟
国家管网集团西气东输分公司郑州管理处 河南省郑州市 450000
摘要：针对天然气管道防腐层及阴极保护常见缺陷问题，结合我国天然气管道防腐层及阴极保护实施现状，首先对防腐层及阴极保护中的常见缺陷问题进行深入分析，在此基础上，提出相应的对策，为保障天然气管道的安全运行奠定基础。研究表明：天然气管道防腐层及阴极保护常见的缺陷问题主要可以分为六种类型，分别是防腐层破损、防腐层脱落、防腐层起泡、阴极保护失效、阴极保护电流不足以及杂散电流干扰，因此，相关企业需要从优选合理的防腐层材料、防腐层修复、加强阴极保护检测以及去除杂散电流干扰四个角度入手，分别采取多项有效措施，全面加强天然气管道保护。
关键词：天然气管道；防腐层；阴极保护；常见缺陷；对策
引言
对于天然气管道而言，受到外界环境以及内部介质等因素的影响，非常容易出现腐蚀问题，当腐蚀问题相对较为严重时，就会引发天然气资源泄漏，因此，加强天然气管道的防腐工作十分重要[1]。常见的天然气管道防腐措施主要可以分为两种类型，分别是防腐层防腐和阴极保护措施，但是在防腐层和阴极保护使用一段时间以后，不可避免的会出现缺陷问题，当管道一侧受保护而另一侧不受保护时，管道自身会形成原电池，进而使得管道腐蚀速率加快。针对此问题，本次研究受到对防腐层以及阴极保护中常见的缺陷问题进行深入研究，并提出有效的解决对策，为保障天然气管道的安全运行奠定基础。
1 天然气管道防腐層及阴极保护常见缺陷
1.1 防腐层破损
防腐层破损是防腐层使用过程中的常见问题，防腐层破损问题主要由两种原因所引起，首先，防腐层材料的质量相对较差，寿命相对较短，而天然气管道一般需要运行二十年以上，在这个过程中，很可能会由于防腐层寿命的问题引发防腐层破损。其次，管道外壁的防腐层将直接与土壤接触，在建设管道的过程中，如果回填土中含有直径相对较大，且相对较为尖锐的石块，则会对防腐层产生直接性的破坏，因此，在管道回填的过程中，工作人员需要对回填土进行严格的检查，防止因该种因素引发防腐层破损问题[2]。
1.2 防腐层脱落
通过对我国天然气管道防腐层问题进行调研后发现，防腐层也非常容易出现脱落问题，防腐层脱落问题主要可以分为两种类型，分别是内防腐层脱落以及外防腐层脱落，对于内防腐层而言，由于天然气中含有一定量的水分，在天然气输送的过程中，随着温度的降低这部分水分会析出，并在管道低洼位置聚集，这部分游离水会对防腐层产生浸泡作用，进而引发防腐层脱落;对于外防腐层而言，土壤中也含有一定量的水分，这部分水分的存在也会引发防腐层脱落问题。
1.3 防腐层起泡
防腐层起泡问题主要是由于防腐层与管道之间的粘结力不足所引起，一般情况下，工作人员需要根据输送介质以及管道所处区域土壤环境的不同，对天然气管道内外防腐层材料进行合理的选择，在对材料进行合理的优选以后，再采用合理的施工工艺对其进行施工作业，如果防腐层材料以及施工工艺选择不合理，就会出现非常严重的防腐层起泡问题。在另一方面，在对防腐层进行施工作业的过程中，也需要对相关参数进行严格的控制，例如施工温度，如果施工参数控制不足，也会引发防腐层起泡问题。
1.4 阴极保护失效
阴极保护失效是阴极保护措施中的常见问题，阴极保护措施主要可以分为两种类型，分别是牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的管道保护方法，对于第一种阴极保护措施而言，需要在管道外壁增设活跃的金属材料，进而使得管道与活跃金属材料之间形成原电池，活跃金属被腐蚀，而管道材料被保护，在该种措施使用一段时间以后，活跃的金属材料可能会被完全腐蚀，进而使得已经形成的原电池不复存在，此时将无法对管道材料起到保护作用，这是引发牺牲阳极的阴极保护方法失效的重要原因。
1.5 阴极保护电流不足
对于外加电流的管道阴极保护方法而言，需要对管道沿线设定一定数量的保护站场，通过向管道中引入一定量电流的方式，进而对管道起到保护作用，事实上，对管道施加的保护电流需要进行严格的计算，当外加电流不足时，将无法对管道起到很好的保护作用，当外加电流相对较大时，可能会引发其他类型的风险问题，当阴极保护措施使用一段时间以后，阴极保护电流很可能会出现不足的问题，此时对管道起到的保护作用将会失效，管道会出现严重的腐蚀行为[3]。
1.6 杂散电流干扰
无论是采用何种类型的阴极保护措施，都将会受到外界电流的影响，一般情况下，土壤中都含有一定量的杂散电流，当杂散电流相对较小时，基本不会对管道的阴极保护措施产生影响，但是如果杂散电流相对较大，则必然会对阴极保护措施产生影响，在建筑物、高压电线以及火车道等建筑的周围，杂散电流相对较大，这些位置处管道的腐蚀速率也相对较高，因此，工作人员需要在这些位置处采取合理的措施，防止杂散电流影响阴极保护措施。
2 天然气管道防腐层及阴极保护缺陷对策
2.1 优选合理的防腐层材料
针对天然气管道防腐层非常容易出现的损坏问题，首先在建设管道的过程中，工作人员需要对防腐层材料进行合理的优选，优选过程需要基于土壤环境以及天然气介质的主要成分，尽可能选择质量较好、粘结力相对较强、使用周期相对较长、成本相对较低、不会对周围环境以及工作人员身体健康产生影响的防腐层材料。在对材料进行合理的选择以后，还需要对施工工艺进行优选，在施工的过程中，对相关参数进行严格的控制，防止因施工工艺参数对防腐层产生影响。
2.2 防腐层修复
无论采用何种质量的防腐层材料，在防腐层使用一段时间以后，都会由于不可预知的因素引发防腐损坏问题，因此，工作人员需要加强防腐层的修复工作。在这一方面，工作人员需要制定合理的防腐层检测周期，定期对防腐层进行检测，及时发现防腐层的破损点，采取合理的措施对防腐层进行修复[4]。目前，我国的部分天然气管道运营单位都已经开始着手该方面的工作，但是在进行防腐层修复的过程中，工作人员也需要对修复材料和修复工艺进行合理选择。
2.3 加强阴极保护检测
无论是对于外加电流的管道保护方法还是对于牺牲阳极的阴极保护方法，在使用一段时间以后都可能会出现失效问题，因此，工作人员需要加强阴极保护检测工作，定期对阳极材料进行检查，防止因阳极材料腐蚀严重和外加电流不足引发管道腐蚀行为[5]。在这一方面，工作人员也需要制定合理的检测周期，并对检测方法进行合理的选择，在发现阴极保护措施失效以后，工作人员需要对阳极材料进行补充或者对外加电流进行修复，全面保障阴极保护措施的有效性。
2.4 去除杂散电流干扰
针对某些杂散电流相对较大的区域，工作人员需要采取去除杂散电流的措施，在这一方面，在建设管道的过程中，工作人员需要对管道周围的环境进行严格的调研，尽可能的使管道远离建筑物，防止建筑物对管道的阴极保护措施产生影响，如果管道已经建成，但是管道周围需要建设某些建筑物，则工作人员需要采取合理的措施，对杂散电流进行引流，例如采取合理的接地措施，防止杂散电流对管道的运行安全产生影响。
结论
通过本次研究可以发现，防腐层和阴极保护是防止天然气管道出现严重腐蚀问题的重要措施，但是受到各种因素的影响，防腐层和阴极保护措施都非常容易出现缺陷问题，缺陷问题出现以后会使得管道的腐蚀速率加快，因此，工作人员需要采取优选合理的防腐层材料、防腐层修复、加强阴极保护检测以及去除杂散电流干扰等四方面的措施，全面保障天然气管道的安全运行。
参考文献：
[1]徐代英，禹继贫.输气管线绝缘防腐层缺陷检测及应用[J].天然气工业，2000（5）：98-99.
[2]黎洪珍，徐立，庞宇来，等.集输管道阴保效果分析及措施研究[J].天然气与石油，2007（02）：23-25.
[3]王飞，王志方，胡生宝.天然气站场区域阴极保护系统存在的问题及措施[J].油气田地面工程，2019（S1）：18-23.
[4]李志宏.城镇燃气管道腐蚀防护对策研究[J].管道技术与设备，2017.
[5]张华，李伟，孙小宁.天然气长输管道阴极保护的有效性影响因素探讨[J].化工管理，2017（9）：142.