埋地天然氣管道的防腐技術(shù)

1、埋地天然氣管道的防腐技術(shù)城市化進(jìn)程的加快，極大的促進(jìn)了天然氣工程建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)很多城市已經(jīng)將天然氣作為主要能源應(yīng)用于發(fā)電和汽車(chē)燃 料，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們生活質(zhì)量的改善起到非常重要的作 用。本文主要探討了對(duì)天然氣管道造成腐蝕的主要原因及防治方 法，希望能提高天然氣管道建設(shè)質(zhì)量。一、腐蝕的類(lèi)型及機(jī)理 目前天然氣管道還是以埋地為主，受到腐蝕是很難避免的。 腐蝕是金屬在周?chē)镔|(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)作用下所引起的一種破 壞，按腐蝕反應(yīng)原理可分為以下幾種形式 :化學(xué)腐蝕：因?yàn)橥寥馈?空氣或管道中各種化學(xué)介質(zhì)與金屬接 觸發(fā)生化學(xué)作用而引起， 不發(fā)生化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化， 腐蝕時(shí)整 個(gè)金屬表面流失較均勻，使管壁變

2、薄。電化學(xué)腐蝕： 由于電極電位的不同， 在金屬表面形成一種微 電池現(xiàn)象，金屬在電解質(zhì)溶液中因失去電子而成為離子被溶解， 形成陽(yáng)極，電極電位較高的部位得到電子，形成陰極，是與電流 流動(dòng)有關(guān)的腐蝕。生物化學(xué)腐蝕： 由細(xì)菌生命活動(dòng)而引起或加速金屬破壞的一 種腐蝕。電化學(xué)腐蝕的危害最大，發(fā)生頻率最高，往往使鋼管表 面出現(xiàn)凹穴，甚至穿孔。1、管道腐蝕的類(lèi)型（1）內(nèi)壁腐蝕天然氣管道內(nèi)壁腐蝕的主要因素為天然氣中含有的一定量 水，它在管道內(nèi)壁生成一層親水膜， 形成了類(lèi)似原電池腐蝕的條 件，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕 ; 還有就是天然氣中含有硫化氫、 二氧化碳、 氧、硫化物或其他腐蝕性化合物，它們直接和金屬起作用，引起 化

3、學(xué)腐蝕。（2）外壁腐蝕外壁腐蝕可以在架空或埋地鋼管上發(fā)生， 架空管通常以涂層 實(shí)現(xiàn)防腐， 而埋地鋼管的化學(xué)腐蝕是全面腐蝕， 在化學(xué)腐蝕的作 用下，管壁厚度的減薄是均勻的， 因此從鋼管受到穿孔破壞的角 度看，化學(xué)腐蝕的危害性相對(duì)較小。 埋地鋼管外壁腐蝕的原因較 復(fù)雜，主要為電化學(xué)腐蝕。2、腐蝕機(jī)理 腐蝕是金屬和周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而導(dǎo)致的無(wú) 謂消耗或破壞。 金屬被腐蝕是由于電極電位的不同， 金屬發(fā)生電 化學(xué)反應(yīng)時(shí)，電極電位較低的部位容易失去電子，形成陽(yáng)極 ; 電 極電位較高的部位得到電子，成為陰極。存在02和H2O的情況下，F(xiàn)e（0H）2生成水合氧化鐵（鐵銹），它是一種疏松物質(zhì)，浮在 鋼

4、鐵表面，無(wú)保護(hù)作用，金屬的陽(yáng)極化反應(yīng)可繼續(xù)進(jìn)行。二、管道腐蝕的影響因素 石油天然氣管道的腐蝕發(fā)生在管道內(nèi)部、外部及接頭部位。油氣管道主要采用埋地、 管溝和架空敷設(shè)。 后兩者主要用于站場(chǎng) 內(nèi)管道敷設(shè)， 絕大部分油氣管道采用的是埋地敷設(shè)方式， 對(duì)此部 分管道的防護(hù)是非常重要的。1、外界條件影響 外界條件應(yīng)包括周?chē)橘|(zhì)的特性及溫度等 :(1) 管道周?chē)橘|(zhì)的腐蝕性影響。介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng)弱與土壤 的性質(zhì)及微生物密切相關(guān)，長(zhǎng)輸管道涉及的土壤性質(zhì)比較復(fù)雜， 準(zhǔn)確評(píng)定其腐蝕性非常困難。(2) 溫度的影響包括環(huán)境溫度和管道運(yùn)行期間產(chǎn)生的溫度。 溫度的升高， 腐蝕的速度會(huì)大大加快。 溫度的高低與管路敷設(shè)深 度有直

5、接的關(guān)系，同時(shí)更受地域差別的影響。2、防腐失效的影響 防腐層失效是地下管道腐蝕的主要原因。 腐蝕的原因是防腐 層的完整性遭到破壞，主要由于防腐層與管道剝離或防腐層破 裂、穿孔和變形。(1) 防腐層剝離，即防腐層與管道表面脫離形成空間。如果 剝離的防腐層沒(méi)有破口，空間沒(méi)有進(jìn)水，一般不產(chǎn)生腐蝕。若有 破口，腐蝕性介質(zhì)進(jìn)入，就可能出現(xiàn)保護(hù)電流不能達(dá)到的區(qū)域， 形成陰極保護(hù)屏蔽現(xiàn)象。(2) 防腐層破裂、穿孔、變形，可直接破壞防腐層，腐蝕介 質(zhì)從破口進(jìn)入防腐層， 還能進(jìn)一步促成防腐層剝離， 在一定條件 下產(chǎn)生陰極屏蔽， 破裂嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致管道腐蝕。 破裂的主要原因 為土壤應(yīng)力、外力和材料老化。穿孔多由施工

6、時(shí)的外力造成。三、管道的防護(hù)措施 有效的腐蝕控制與防護(hù)成為輸氣管道安全系統(tǒng)工程的重要 組成部分， 選擇適用的腐蝕防護(hù)方式是管道防腐的重大課題。 實(shí) 踐表明 : 輸氣管道一般采用防腐絕緣層與陰極保護(hù)結(jié)合的措施， 構(gòu)成經(jīng)濟(jì)而可靠的防腐系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。1、防腐涂層的選擇 防腐涂層將管體金屬基體與土壤環(huán)境隔離， 避免輸氣管道與 土壤環(huán)境直接接觸， 是輸氣管道防腐的第一道防線， 發(fā)揮著物理 阻隔作用， 同時(shí)涂層為陰極保護(hù)提供了電絕緣條件。 需要具備性 能有:(1) 有良好的附著力。具有優(yōu)異的鐵基體附著力，特別要求 濕膜附著力良好。(2) 有良好的抵抗介質(zhì)滲透性。成膜后，涂層具有盡可能

7、低 的水和氧及其他腐蝕因子的滲透性，起到密封、隔絕、屏障的作 用。(3) 有良好的耐蝕性，包括耐受大氣、水、酸、堿、鹽、其 他溶劑等介質(zhì)的腐蝕。(4) 具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能，能夠抵御管線在土壤中的蠕 動(dòng)，隨鋼管熱脹冷縮、移動(dòng)而不剝離。2、陰極保護(hù)根據(jù)提供極化電流的方法不同， 陰極保護(hù)可以分為犧牲陽(yáng)極 陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)兩種。（1）犧牲陽(yáng)極法 犧牲陽(yáng)極法是用一種腐蝕電位比被保護(hù)金屬腐蝕電位更負(fù) 的金屬或合金與被保護(hù)體組成電偶電池， 依靠負(fù)電性金屬不斷腐 蝕溶解產(chǎn)生的電流供被保護(hù)金屬陰極極化而構(gòu)成保護(hù)的方法， 由 于低電位金屬所在電偶電池中作為陽(yáng)極， 偶接后其自身腐蝕速度 增加，故被稱(chēng)作

8、“犧牲陽(yáng)極”。（2）外加電流陰極保護(hù) 外加電流陰極保護(hù)是利用外部直流電源直接向被保護(hù)金屬 通以陰極電流， 使之陰極極化， 實(shí)現(xiàn)被保護(hù)體進(jìn)入免蝕區(qū)而受到 保護(hù)的方法，由輔助陽(yáng)極、參比電極、直流電源和相關(guān)的連接電 纜組成。3、環(huán)氧煤玻璃絲布防腐蝕施工質(zhì)量控制鋼管在涂覆前，必 須進(jìn)行表面處理，除去油污、泥土、原涂層等雜物，除銹標(biāo)準(zhǔn)一 般應(yīng)達(dá)到 Sa2 級(jí)以上。表面不得有焊瘤、棱角、毛刺等缺陷。涂 刷底漆鋼管表面處理合格后， 應(yīng)盡快涂環(huán)氧煤瀝青底漆， 刮膩?zhàn)?對(duì)高于鋼管表面2mm勺焊縫兩側(cè)及其他不平整處，應(yīng)先打膩?zhàn)有?成平滑過(guò)渡面。 膩?zhàn)佑森h(huán)氧煤涂料和滑石粉調(diào)成， 在底漆表干后 進(jìn)行刮抹，避免纏玻璃布

9、時(shí)形成空鼓。4、瀝青玻璃絲布施工質(zhì)量控制為確保防腐層質(zhì)量，要求基 底處理達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)為準(zhǔn)。 熬制瀝青熬制開(kāi)始時(shí)應(yīng)緩慢加溫， 熬 制溫度宜控制在23C左右，熬制中應(yīng)經(jīng)常攪拌，并清除熔化瀝 青表面上的飄浮物，每鍋瀝青的熬制時(shí)間宜控制在45小時(shí)左 右，每口鍋熬制57鍋后，應(yīng)進(jìn)行一次清鍋，將沉渣及結(jié)焦清 除干凈。底漆用的瀝青應(yīng)與面漆用的瀝青標(biāo)號(hào)相同 , 底漆表干后， 方可澆涂瀝青和纏繞玻璃絲布。瀝青澆涂溫度以 200220 C為 宜。澆涂瀝青后，應(yīng)立即纏繞玻璃布，纏繞方法同環(huán)氧煤玻璃絲 布防腐層， 鋼管兩端各防腐層應(yīng)做成階形接茬。 待瀝青層冷卻到 100C以下時(shí)方可包扎聚氯乙烯工業(yè)膜外保護(hù)層。外包聚氯乙烯 工業(yè)膜應(yīng)緊密適