腐蝕縮短了管道的使用壽命，降低了管道的輸送能力，引起生產(chǎn)費(fèi)用的增加和意外事故的發(fā)生。長距離地下輸氣管道的腐蝕，較之一般地下金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕更具危害性。因?yàn)?，長距離管線長達(dá)數(shù)百乃至上千公里，翻山越嶺，穿河跨谷，敷設(shè)在變化十分復(fù)雜的環(huán)境中，遭受著腐蝕介質(zhì)的侵襲，因此，可能發(fā)生腐蝕的范圍很大，涉及的點(diǎn)、線、面廣，事故突發(fā)率高，難以預(yù)測。一旦發(fā)生腐蝕穿孔事故，其直接，間接損失都是很大的。腐蝕是造成天然氣管道事故的主要原因。

一、天然氣分類

天然氣無色、無味、無毒且無腐蝕性，主要成分以甲烷為主。天然氣一般可分為四種：從氣井采出來的氣田氣或稱純天然氣;伴隨石油一起開采出來的石油氣，也稱石油伴生氣;含石油輕質(zhì)餾分的凝析氣田氣;從井下煤層抽出的煤礦礦井氣。

二、天然氣主要應(yīng)用

2000年以前，受輸送管道的限制，我國天然氣消費(fèi)市場局限于油氣田周邊地區(qū)，天然氣利用以工業(yè)燃料和化工為主。隨著西氣東輸、陜京二線、忠武線、澀寧蘭等長輸管線的建成投產(chǎn)，用氣區(qū)域迅速向經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海市場轉(zhuǎn)移，消費(fèi)結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化，城市燃?xì)夂桶l(fā)電用氣明顯增加，工業(yè)燃料和化工原料用氣逐步減少。

三、天然氣長輸管道腐蝕原因及分類

天然氣管道的輸送介質(zhì)屬于易燃、易爆物質(zhì)，介質(zhì)中含有的硫化氫、二氧化碳、游離水、粉塵等雜質(zhì)，使敷設(shè)的管道處于內(nèi)外腐蝕條件，加上環(huán)境、地質(zhì)、氣象和水文災(zāi)害、管材及設(shè)計(jì)缺陷、操作失誤乃至人為破壞等因素，管道的安全受到眾多因素的威脅。管道發(fā)生爆破、泄漏、停輸?shù)仁鹿什粌H造成巨大財(cái)產(chǎn)損失，而且也危害到生態(tài)環(huán)境。

輸氣管道由于所處環(huán)境和輸送介質(zhì)的不同，引起的腐蝕情況也不同。按照腐蝕部位可分為：內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕。按照形態(tài)可分為：全面腐蝕和局部腐蝕。按照發(fā)生機(jī)理可分為：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

四、管道防腐蝕方法

4.1外壁防腐蝕層

(1)選用耐腐蝕材料制管，如不銹鋼、塑料等。

(2)金屬防蝕層，如鍍鋅、噴鋁等。

(3)涂層：①油漆類：如油脂漆、醇酸樹脂漆、過氯乙烯漆、硝基漆等。②有機(jī)化合物材料：如瀝青、塑料、樹脂等。③無機(jī)化合物材料：如玻璃、琺瑯、水泥等。

(4)電法保護(hù)： ①陰極保護(hù)。②電蝕防止法。

(5)工藝設(shè)計(jì)防蝕：如防止殘留水分腐蝕的結(jié)構(gòu)，避免異種金屬管道的連接，解除焊接應(yīng)力，改善環(huán)境(換土、埋地改架空敷設(shè))，回填管溝時特別注意直接和管道接觸的土層的均勻性等。

4.2 內(nèi)壁防腐蝕層

a)選用耐腐蝕材料制管，如不銹鋼、塑料襯里等。

b)涂層：如塑料、樹脂等。

c)在輸送天然氣中添加緩蝕劑。

五、管道陰極保護(hù)設(shè)計(jì)原理及陰極保護(hù)方法

5.1陰極保護(hù)原理

給金屬通以陰極電流，使金屬表面陰極極化，抑制表面上陽極區(qū)金屬的電子釋放，從根本上防止了金屬的腐蝕。

5.2陰極保護(hù)方法有以下兩種：

(1)強(qiáng)制電流陰極保護(hù)

利用外部直流電源，取得陰極極化電流，以防止金屬遭受腐蝕的方法稱強(qiáng)制電流陰極保護(hù)或外加電流陰極保護(hù)。此時被保護(hù)的金屬接在直流電源的負(fù)極上，而電源的正極則接輔助陽極。強(qiáng)制電流陰極保護(hù)為目前油氣管道陰極保護(hù)的主要形式。該保護(hù)系統(tǒng)主要包括供電電源，輔助陽極(陽極地床)，參比電極、電絕緣裝置，檢測系統(tǒng)等。

(2)犧牲陽極保護(hù)

犧牲陽極保護(hù)實(shí)質(zhì)上是應(yīng)用了不同金屬間電極 電位差的電化學(xué)原理來實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)。當(dāng)鋼鐵管道與電位更負(fù)的金屬電氣連接，并且兩者處于同一電解質(zhì)溶液中(如土壤、 海水)則電位更負(fù)的金屬作為陽極在腐蝕過程中向管道提供陰極保護(hù)電流，實(shí)現(xiàn)管道的陰極保護(hù)。常用的犧牲陽極有鎂和鎂合金、鋅及鋅合金以及鋁合金三大類。

5.3陰極保護(hù)準(zhǔn)則

(1)管道陰極保護(hù)電位(即管/地界面計(jì)劃電位)應(yīng)為-850mV(CSE)或更負(fù)。

(2)陰極保護(hù)狀態(tài)下管道的極限保護(hù)電位不能比-1200 mV(CSE)更負(fù)。

(3)對高強(qiáng)度鋼(最小屈服強(qiáng)度大于550MPa)和耐蝕合金鋼，如馬氏體不銹鋼，雙相不銹鋼等，極限保護(hù)電位則要根據(jù)實(shí)際析氫電位來確定。其保護(hù)電位應(yīng)比-850mV(CSE)稍正，但在-650 mV至-750 mV的電位范圍內(nèi)，管道處于高pH值SCC的敏感區(qū)，應(yīng)予注意。

(4)在厭氧菌或SRB及其他有害菌土壤環(huán)境中，管道陰極保護(hù)電位應(yīng)為-950mV(CSE)或更負(fù)。

(5)在土壤電阻率100Ω?m至1000Ω?m環(huán)境中的管道，陰極保護(hù)電位易負(fù)于-750mV(CSE);在土壤電阻率ρ大于1000Ω?m環(huán)境中的管道，陰極保護(hù)電位易負(fù)于-650mV(CSE)。

在以上準(zhǔn)則難以達(dá)到時，可采用陰極極化或去極化電位差大于100 mV的判據(jù)。但在高溫條件下，SBR的土壤中存在雜散電流干擾及異種金屬材料偶合的管道中不能采用100 mV極化準(zhǔn)則。

六、結(jié)語

某些套管內(nèi)的輸管道和固定墩內(nèi)的管道也存在較為嚴(yán)重的腐蝕，這種狀況除了與施工質(zhì)量控制不嚴(yán)有關(guān)外，陰極保護(hù)電流的屏蔽也是一個重要原因。當(dāng)管道周圍有絕緣層或金屬結(jié)構(gòu)存在時，會影響陰極保護(hù)電流的流動，使管道得不到有效的陰極保護(hù)，即：電流屏蔽。主要的電流屏蔽有：金屬結(jié)構(gòu)對管道的屏蔽、絕緣體對管道的屏蔽、區(qū)域性陰極保護(hù)時，土壤的屏蔽。