天然气长输管道防腐的重要性及防护措施

晏 金 龙

（中国石油辽河工程有限公司， 辽宁 盘锦 124010）

为保证长输天然气管道的运行安全，常用的敷设方式为为埋地敷设。天然气长输管道的核心材料是金属材料，在与地下水和土壤的长期接触过程中，金属材料很容易产生复杂的化学腐蚀，降低管线的强度，甚至破坏管道结构，严重缩短了管线的使用寿命，给管线的安全运行带来了极大的风险。因此，对埋地长输管线采用合理的防腐蚀控制措施，能够确保对金属管道进行有效保护，延长使用寿命。

1 天然气长输管道腐蚀机理

金属腐蚀主要分为物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀。由于天然气管道输送介质为含水量、含硫量合格的天然气，管线内腐蚀量极小，主要腐蚀点在管线外侧。根据埋地长输管线环境状况，其腐蚀原因主要包括土壤腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。

地下水中溶解着一定量的金属离子，在地下水的作用下，就使土壤具有一定的离子导电性，土壤本身的物理化学性质不均匀性和金属管道材质的不均匀电化学性质，构成埋地金属管道的电化学腐蚀因素，由此产生土壤腐蚀。

部分特殊环境中的土壤含有硫酸盐还原菌，在该细菌可参与电极反应，形成细菌腐蚀。

杂散电流腐蚀是由管道系统环境外的杂散电流造成的，分为直流杂散电流腐蚀和交流杂散电流腐蚀。直流杂散电流腐蚀是在电极电位高和电位低区域发生的阴极放电还原和阳极电子被氧化反应,形成阳极的腐蚀。交流杂散电流腐蚀是管道附近高压电力线产生的二次感应交流电，形成电化学电池腐蚀,其特点是腐蚀量较小但较集中[1]。

2 天然气长输管道防腐蚀方法

天然气长输管道防腐主要方法分为涂层防护、电化学防护和排流防护三种。

2.1 涂层防护

涂层防护是指在金属管道外表面通过覆盖防腐绝缘层，隔离管道金属材料与腐蚀环境，达到防止金属腐蚀的防护技术。该技术的核心是涂层的漏点控制和涂层的抗剥离强度，防腐涂层只有与钢管表面保持良好的粘结，才能发挥性能其。三层 PE防腐层是近些年在天然气长输管线中广泛应用的涂层防腐技术，是一种对原材料质量、涂敷预制工艺参数准确性控制，以及检测水平要求都高的防腐层体系，涂层防腐质量好，造价相对较高。

2.2 电化学防护

电化学防护分为牺牲阳极保护和阴极保护。

牺牲阳极保护方法，是通过选择金属活性高的金属材料与被保护管道形成极化反应，在极化反应中损失活性高的金属材料，从而使相对活性低的金属管道得以保护。

阴极保护是通过外加阴极电流作用在被保护管线上，使金属管道外表面成为电化学腐蚀中的阴极，形成阴极极化，从而使金属管道得以保护[2]。

2.3 排流防护

排流防护是采用绝缘钨电缆，将被保护的金属管道与排流设备相连,把管道环境中的杂散电流引回电气设备或引至地极,从而使金属管道得以保护。排流保护的方法主要有直流排流、强制排流和接地排流[3]。

目前的天然气长输管道的防腐设计，在选用三层 PE防腐层的条件下，一般采用外加电流保护，根据线路的长度，分段设置若干阴极保护站，特殊地质条件下，采用牺牲阳极进行辅助保护。

3 天然气长输管道施工过程中的防腐蚀控制

施工过程中，施工现场的管线运输、卸管、及布管、组对和焊接过程中，应严格按照施工技术规程，禁止野蛮施工，吊具宜使用尼龙吊带或橡胶辊轮吊篮，严禁直接使用钢丝绳，管道下沟时，应注意避免与沟壁刮碰，必要时应在沟壁垫上木板或草袋，以防擦伤防腐层。对于石方段管沟，应在管沟底部回填200 mm厚细土，防止管线下沟过后对管线防腐涂层造成损坏。对已经出现的涂层破损，应按照防腐涂层补伤操作规程进行补伤，消除管线涂层的破损造成的防腐安全隐患。

天然气长输管线全线应采取临时阴极保护措施。临时阴极保护采用带状锌阳极，阳极界面尺寸8.73 mm×10.32 mm, 每1 km敷设15 m，阳极带通过测试桩与管道连接，防止施工过程中环境对管道的腐蚀。

大开挖穿越的河流或定向钻穿越的河流，穿越段两端的电流测试桩位置处需要各埋设一组锌合金牺牲阳极，阳极组由4支净重为24.5 kg/只的预包装锌阳极组成。在盾构穿越河流的隧道内，设置高纯锌参比电极（每200 m置1只），参比电极引线引入河岸的测试桩内，对管线进行防腐蚀保护。

4 结束语

埋地钢质管道是天然气长输管道最主要的传输载体,但金属管道的腐蚀给国家和企业造成了严重的经济损失。金属管道外防腐技术和防腐层施工的质量控制，关系到管道的使用寿命和安全运行。结合长输管道穿越地区土壤性和地下水特点,采取不同的外防腐保护设计、施工过程中保护措施及规范的施工规程，确保天然气长输管道创造更大的经济效益。

［1］梁艳华.长输管道腐蚀与防护设计浅析[J].电化学保护,2002,19 (6):41.

［2］王凯.输油管道防腐的重要性及措施[J].河南科技,2011,2(下):70.

［3］徐小兵.油气长输管道工程施工技术手册[M].北京:石油工业出版社,2011:432-433.