邵鲁明
中国石油化工股份有限公司中原油田油气储运管理中心，河南濮阳 457532
摘要：随着国家对环保越来越重视，天然气作为最环保的能源，具有不可取代的重要意义。为迎合近年来的天然气需求、消费，天然气的长输管道随之得到了突飞猛进的发展。管道的腐蚀不仅会给管网企业带来巨大的经济损失、生态破坏，而且严重危害其安全生产。为了保证天然气长输管道的平稳高效运行，减少腐蚀对集输企业的损失，笔者分析了天然气长输管道的腐蚀机理，并在此基础上提出腐蚀机理及对策，为遇到类似问题的企业提供参考。
关键词：天然气；长输管道；腐蚀；原因；对策
据不完全统计，在国家管网成立前，我国长输天然气管道总里程达到7.7万km以上，其中，中国石油天然气股份有限公司（简称中国石油）所属管道占比约69%、中国石油化工股份有限公司（简称中国石化）占比约8%、中国海洋石油总公司（简称中国海油）占比约7%、其他公司占比约16%，干线管网总输气能力超过2800亿m3/a。近年来，我国新建成天然气管道主要包括中俄东线天然气管道试验段、陕京四线天然气管道（简称陕京四线）、西气东输三线天然气管道（简称西三线）中卫—靖边联络线，以及如东—海门—崇明岛、长沙—浏阳、兰州—定西等天然气管道，长度超过2000km。我国进口天然气管道陆续开通，国家基干管网基本形成，部分区域性天然气管网逐步完善，非常规天然气管道蓬勃发展，“西气东输、北气南下、海气登陆、就近外供”的供气格局已经形成，互联互通相关工作正在全面开展。长输管道天然气输送量占比能源消耗总量越来越高，其重要性不言而喻。
随着油田的不断发展，石油，天然气和水的管道已经形成了纵横交错的注入生产网络，已成为油田的“生命线”。多年来，石油，天然气和水管道的腐蚀问题变得越来越突出。石油和天然气管道的诞生已有100多年的历史。为了做好管道防腐工作，技术人员在三十年代开始对裸露的管道进行阴极保护，并在四十年代开始使用覆盖层和阴极保护。到目前为止，他们仍在管道防腐技术方面进行不懈的探索。
1长输管道腐蚀分析
天然气长输管道输送介质一般为经过处理的天然气，其主要成分为甲烷、乙烷等，相较于石油，其管道内腐蚀具有一定的特殊性。管道的腐蚀分为管道的外腐蚀和内腐蚀。
（1）天然气长输管道的外腐蚀
长输天然气管道的外部腐蚀主要发生在管道的外壁与地下环境中的土壤之间。土壤是矿物质、有机物、细菌、水和空气的混合物。当管道的外部防腐损坏时，管道的金属外壁将与土壤、空气、水和矿物质接触，从而导致化学和电化学腐蚀。
空气是氮气、氧气、二氧化碳和水的混合物，其中氧气、二氧化碳和水会引起金属腐蚀，这种腐蚀称为空气腐蚀。例如，当管道的温度远低于环境的露点时，大气中的水蒸气将凝结在管道的外壁上而形成露水。在露水中溶解的矿物质，氧气和二氧化碳的影响下，会发生电化学反应，这是空气腐蚀的过程。为了避免管道因空气腐蚀而造成的损害，通常采用外部隔热和外部防腐涂层，以避免长距离管道的外壁与空气接触并结露。
长距离管道通常埋在地下。土壤是空气，水和无机盐的复杂混合物。在两者的作用下，长距离管道表面会发生原电池反应，导致逐渐腐蚀，这是典型的电化学腐蚀。
几乎所有现有材料都可能发生微生物腐蚀，管道也不例外。长输管道埋在地下，与空气隔离，适合某些厌氧细菌的生存。细菌和微生物会破坏管道的外部防腐涂层，进而威胁到管道的外壁。根据最近的研究，导致管道腐蚀的细菌和微生物通常是自然环境中铁硫循环的参与者，铁硫循环会在管道外壁上引起点蚀，并加速其电化学反应。
（2）长输油气管道内腐蚀
管道内侧腐蚀主要是由化学或电化学反应引起的腐蚀。这些反应主要来自于管道内部输送介质中的能与管道材料发生化学反应的杂质（如含硫化合物、二氧化碳、二氧化硫等），以及高压输送介质中固相杂质的侵蚀、刮擦、冲击作用。
2 长输天然气管道腐蚀控制对策
基于管道的腐蚀机理，需要对长输管道腐蚀的控制措施进行优化和设计。应从整体上考虑防腐涂层保护技术、缓蚀剂技术和电化学防腐技术，以确保管道的平稳，安全运行。
国内外常用的有机防腐涂料、无机防腐涂料和复合涂料这三种涂料。其原理是在金属表面涂一层防腐涂料，以隔离管道表面和腐蚀介质，从而隔离腐蚀环境并减少腐蚀的发生。
缓蚀剂又称缓蚀剂，用量小、成本低，但防腐效果明显。该技术的技术原理是保护管道内部的金属表面，并有效防止其发生的电化学反应，从而保护管道。缓蚀剂技术已广泛应用于集输管网，是集输管网的主要防腐方法之一。
长输管道有两种电化学防腐技术，即阴极电流保护和牺牲阳极保护。阴极电流保护是通过施加电流来增加金属管道的负电流和极化阴极，以实现管道的腐蚀保护。牺牲阳极是一种常见且易于实施的电化学防腐技术。它是一种通过金属连接保护管道并牺牲所连接的金属来保护管道的方法，以实现对长距离管道的腐蚀保护。电化学腐蚀防护技术的应用应充分考虑管道的自然环境。在充分应用阴极电流保护的前提下，应在一些关键部位和高风险区域增加牺牲阳极保护，以实现对这些关键部位和高风险区域的全面保护。
3 结论和认识
天然气长输管道腐蚀严重威胁着管道的使用寿命和运行安全，但管道腐蚀是不可避免的。因此，根据对天然气长输管道腐蚀机理的研究分析，优化管道防腐技术显得尤为迫切。根据环境，地理条件和风险等级，优化防腐涂层，缓蚀剂和电化学防腐技术，可以有效减少管道腐蚀和泄漏的发生，确保管道运行的安全性和稳定性，并有效提高管道使用寿命。
作者简介： 邵鲁明（1981），男，本科毕业，山东莘县人，2003年毕业于西安华西专修学院计算机专业。