吴义龙
中石化中原建设工程有限公司河南濮阳457001
摘要：经济的发展，城市化进程的加快，人们对电能的需求也逐渐增加。随着我国经济的快速发展，天然气在能源领域的占比不断加大。在很多行业中，天然气逐步取代石油等传统能源，成为促进社会发展的新能源。天然气是清洁能源，其特点是存储量大，污染小，运输过程相对安全。天然气输气站是现代城市的重要公共基础设施，是国家能源建设的重要部分，其特点是集散型、全开放。本文就天然气场站防腐蚀薄弱点及对策展开探讨。
关键词：天然气场站；防腐蚀工作薄弱点；解决对策；建议
引言
天然气场站，根据功能不同分为门站、储配站、调压站等，主要包含净化、加臭、储存、计量、压力控制、气量分配、气质检测等工艺流程，是天然气输配系统中工艺设备高度集成的区域，也是城镇燃气输配系统中最重要的节点，由于天然气场站设备安装密集，工艺流程复杂，泄漏风险更高，事故影响范围更大，其防腐蚀工作尤为重要。
1天然气场站管道腐蚀原因分析
天然气场站管道产生锈蚀的原因有化学腐蚀和电化学腐蚀两种。天然气中间管理场站的管道多为钢质结构，当管道长时间暴露在自然空气中，就会与空气中的氧气、二氧化硫等活跃性气体发生化学反应，在管道表面上就会生产氧化物、硫化物等，它们的特点是中间无电流产生，腐蚀后的产物集中在化学反应的表面区域。电化学腐蚀是指金属与电解液发生直接接触，二者有氧化还原反应存在，形成管道的腐蚀，它们的特点是在反应过程中存有电流，腐蚀中有阴阳两极之分，钢制管道常作为阳极被腐蚀。
2天然气场站内防腐蚀工作的薄弱点分析
（1）场站埋地天然气管道。场站埋地天然气管道是指场站之间及站内设备之间互联的埋地管道。天然气场站内设备设置多，管道连接复杂，大型设备系统（如储罐系统、调压系统、过滤计量系统等）之间连接的管道通常埋地设置，由于此类埋地管道距离短且与电气、自控、通信、防雷防静电系统相互影响，场站建设期不会按照埋地燃气管道规范进行阴极保护，因此场站埋地天然气管道是场站防腐蚀工作的首要薄弱点。（2）地上调压后的设备及管道,。（a）管道振动影响。燃气调压系统采用截流降压原理，在高压环境中会引起大幅度的振动，普通的丙烯酸防腐层为固态附着在金属管道表面，在不断的振动中寿命显著降低。（b）调压后冷凝水影响。天然气场站调压系统通过截留的方式使得天然气压力大幅减少，根据克拉伯龙方程：压力的骤降会引起温度的降低，降压后的天然气温度降低幅度较大，甚至可能降至0℃以下，金属管道导热快，因此管道外温度也会骤降，在夏季时，管道温度低于空气温度，空气中的水蒸气凝结成水积聚在管道和设备表面，对于一个全天供气的场站，积水甚至可以全天存在，积水进入设备及各法兰连接处，容易造成设备与连接处腐蚀，对于非全天供气的场站，管道和设备的防腐层还面临温度不断变化的冲击，各表面防腐层还容易产生龟裂的现象。
3解决对策及建议
3.1管材出厂防腐
管材的出厂防腐，主要是采用喷涂内涂层的方式，缓解管道在使用过程中发生的介质腐蚀和管道在施工存放阶段的老化腐蚀。对于成品天然气，虽然在外输前进行了脱腐蚀介质处理，但是在长输过程中仍然会造成管道的内腐蚀，采用内涂层，可有效防止介质内腐蚀性物质与管道内壁直接接触，从而达到防腐的效果。具有内涂层的钢管具备长时间存放条件，其表面光滑程度可保持在一定的范围内，保证管道的使用特性。
3.2干燥工艺
干燥剂法对天然气场站管道进行干燥一般采用气推法。由于天然气场站内工艺管道具有单位空间内管道布置密度大并且管道间交叉穿越、场站内直线管道里程短、管道连接设备较多等特点使得站内管道无法实现清管器推送干燥剂，只能采用气推法。
醇类干燥剂干燥法采用的动力推动气多为氮气或天然气，严禁使用干空气。未投产的天然气场站可使用氮气作为动力源，对于即将投产或已投产天然气场站可采用天然气作为动力推动气。醇类干燥剂采用注射装备在动力气源头处一同注入场站管道，同时要在场站管道干燥的末端安装积水设备，干燥剂用量通常是管道中残留水量的3～4倍，残留水量的计算需要根据除水后水膜厚度算出以水膜形式存在的水量，加上可能在低洼地段存留的当量水量。
3.3场站区域阴极保护
天然气场站进出站管一般均设有绝缘接头，与输气管线进行电绝缘，而对于场站内部设备和管线，可将其当作一个整体，对场站整个区域进行阴极保护，在保护设备和管线的同时，对场站内防雷接地系统等金属同时进行阴极保护。以深圳市安托山门站为例，设计采用分布式浅埋阳极与牺牲阳极相结合的阴极保护方法，门站整体采用分布式浅埋阳极的强制电流保护，并对局部保护不到位或是需要重点保护的区域埋设牺牲阳极。
3.4法兰处防腐
法兰处的防腐处理主要有：(1)设计合理法兰结构，尽量避免杂质在窄缝处堆积，设置流通空间及杂物分流导槽，保证法兰间隙的清洁。(2)避免两接触法兰面为不同金属材质，以防止其形成不同电位差的电偶腐蚀。(3)法兰垫片尽可能选用橡胶等非金属材质，减少电偶腐蚀的发生。有阳极保护时，应使用法兰跨接。(4)使用防腐性能良好的防腐材料将法兰间隙进行彻底填充包覆，隔绝腐蚀源接触法兰间隙内表面及垫片。
3.5防冷凝水涂料的应用
新型高分子聚合弹性体防腐材料是近年来兴起的无溶剂、无污染的高性能重防腐涂料之一，它的快速固化性使得涂料喷涂后产生一层较厚的防腐橡胶衬里，从而将金属材料牢牢包裹住，加上弹性体优异的物理力学性能，耐老化性、抗紫外线、耐冷热冲击、耐风霜雨雪性能好，使得新型高分子聚合弹性体防腐技术在船舶、建筑、化工行业得到广泛应用。新型高分子聚合弹性体防腐材料对于天然气场站内部的管道和设备防腐具有较大优势。首先，其状态处于固态和液态之间，可以将其充满在不规则形状设备的凹槽内，防止因管道温度过低引起积水。其次，这种材料不固化，因此受管道振动的影响非常小，并且，作为高分子聚合弹性体，其耐老化性、抗紫外线、耐冷热冲击的性能更好，温度大幅度变化对防腐层影响较小，能更好适应调压后的管道和设备。深圳市安托山门站、求雨岭门站广泛试用粘弹体防腐材料，经过数年试用，效果明显好于其他防腐方式。
3.6天然气干燥法
天然气干燥法是在场站内管道试压排水并完成氮气置换后，采用天然气的流动将管道内残留的游离水带出管道达到干燥的目的。这种方法多用于输送压力较低、管道口径较小、输送距离短并且当地地温相对较高的场站。现今，我国天然气场站管道都为大口径尺寸，此方法不适用现代场站的管道干燥。天然气干燥法存在水合物聚集缩小天然气流通面积，降低局部压力造成水合物聚集地冰堵，管道中游离水会与天然气中的酸性气体发生结合形成酸性物质，对管道内涂层及环焊缝产生应力腐蚀。天然气干燥持续周期长，增加了输送天然气的水含量容易使气质不达标。
结语
在使用过程中，钢制管道会受到诸多因素的影响，如土壤腐蚀、细菌腐蚀、杂散电流腐蚀，可能会导致管道强度不足、介质泄漏等危险事故发生，因此管道的防腐工作在现如今得到了越来越多的重视。本文对天然气场站防腐蚀薄弱点进行分析，并对现如今管道腐蚀的治理方法及其防腐效果进行了汇总讨论，推荐了天然气场站管道防腐控制的主要方法。
参考文献
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