在我國的發(fā)展過程中，越來越多的能源出現(xiàn)了危機(jī)，在這種情況下，天然氣的出現(xiàn)，有效代替了很多能源。天然氣的管道傳輸成為現(xiàn)階段天然氣領(lǐng)域發(fā)展過程中的重要部分。其中最為主要的就是長輸天然氣管道的防腐以及陰極保護(hù)，高效的防腐對于天然氣的傳輸具有非常重要的意義，不僅能夠有效提升天然氣傳輸?shù)男剩液艽蟪潭缺苊饬藗鬏斶^程中可能對環(huán)境造成的影響。本文主要介紹了長輸天然氣管道防腐的重要性以及長輸天然氣管道防腐措施，詳細(xì)闡述了長輸天然氣管道陰極保護(hù)常見缺陷以及完善管道陰極保護(hù)的對策。
董爽（中國石油化工股份有限公司天然氣分公司）
面對天然氣在我國能源發(fā)展中地位的日益上升，天然氣的輸送成為我國研究的主要環(huán)節(jié)，管道傳輸屬于天然氣輸送的主要方法，在實際的長輸天然氣管道的防腐以及陰極保護(hù)過程中，產(chǎn)生了很多問題，嚴(yán)重影響了長輸天然氣管道的輸送，所以對長輸天然氣管道防腐及陰極保護(hù)常見缺陷及對策的研究具有非常重要的意義。
1.長輸天然氣管道防腐的重要性
現(xiàn)階段，不論國內(nèi)還是國外，對天然氣的需求量都是逐漸增加的狀態(tài)，其中，天然氣已成為不可替代的重要能源。在這種情況下，在新型的高效的能源未出現(xiàn)前，以及不能進(jìn)行量產(chǎn)之前，天然氣的需求量會不斷攀升。要想切實保證天然氣的供給要求，對長輸天然氣管道進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)是非常重要的。雖然近年來在天然氣的運輸方面，管道屬于最為安全、最少損耗天然氣的運輸方式，但是現(xiàn)階段，管道事故產(chǎn)生的數(shù)量也逐漸上升，證明在管道運輸?shù)倪^程中，也存在缺陷，在此過程中，引起管道事故最為普遍因素就是金屬腐蝕。
在實際的管道運輸?shù)倪^程中，管道腐蝕可能造成的危害包括以下幾個方面：第一，一旦管道被嚴(yán)重腐蝕，腐蝕的產(chǎn)物將與其中的天然氣產(chǎn)生混合，導(dǎo)致天然氣當(dāng)中混入雜質(zhì)，進(jìn)而嚴(yán)重影響天然氣的質(zhì)量。第二，若管道腐蝕非常嚴(yán)重，極有可能造成天然氣泄漏，不僅會嚴(yán)重?fù)p失天然氣資源，而且對于管道公司而言，也將產(chǎn)生嚴(yán)重的財產(chǎn)損失。第三，若腐蝕的程度達(dá)到了可能泄漏的程度，泄漏的天然氣將會進(jìn)入土壤，進(jìn)而對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，而且此類對環(huán)境的破壞是不可逆的，在現(xiàn)階段，環(huán)境保護(hù)問題日益突出的情況下，對環(huán)境的嚴(yán)重污染將嚴(yán)重限制天然氣資源的發(fā)展。第四，一旦遭到泄漏的天然氣直接遇到火源，極易產(chǎn)生火災(zāi)以及爆炸事故，不僅會對天然氣的運輸產(chǎn)生影響，而且還會造成人員傷亡。第五，在管道遭到腐蝕以后，腐蝕的產(chǎn)物將附著與管道內(nèi)壁，進(jìn)而加速管道腐蝕進(jìn)程。所以，在實際的天然氣管道運輸?shù)膽?yīng)用過程中，管道防腐具有非常重要的意義。
2.長輸天然氣管道防腐措施
(1) 增設(shè)涂層
增設(shè)涂層的主要方法包括：
首先，煤焦油瓷漆。在運輸區(qū)外添加煤焦油搪瓷是現(xiàn)階段比較成熟的防護(hù)措施，煤焦油瓷漆不僅具有很強(qiáng)的防腐功能，而且還擁有一定的絕緣性。能夠防止管道遭受雜散電流的影響，對于管道的防護(hù)而言具有非常關(guān)鍵的作用。由于煤焦油瓷漆的使用壽命比較長，所以其經(jīng)濟(jì)性較高，大多數(shù)選擇其作為增設(shè)涂層的主要材料。除此之外，煤焦油瓷漆在使用過程中，也存在一些缺點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，這個技術(shù)對于管道溫度的要求相當(dāng)高，一旦輸送管道的溫度超過煤焦油瓷漆的規(guī)定溫度，就會造成煤焦油瓷漆的融化，不僅無法起到對管道的保護(hù)作用，而且很有可能造成對環(huán)境的污染，進(jìn)而不能起到對管道的保護(hù)作用，所以在實際的應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)注意煤焦油瓷漆不能適用于加熱輸送管道。第二，煤焦油瓷漆的機(jī)械性能屬于比較差的狀態(tài)，非常容易被外界其他硬度高的物質(zhì)干擾，若其附近的土壤當(dāng)中含有較多硬石塊，也會對煤焦油瓷漆防腐層產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，在這種情況下，對于地下石塊硬度較高的區(qū)域，煤焦油瓷漆也并不適用。
其次，PE兩層結(jié)構(gòu)。在運輸管道外側(cè)進(jìn)行PE兩層結(jié)構(gòu)的增設(shè)也是現(xiàn)階段應(yīng)用次數(shù)比較多的管道防護(hù)措施，PE兩層結(jié)構(gòu)不僅具有高效的防腐功能，而且還有很強(qiáng)的奶細(xì)菌功能，對管道周圍的細(xì)菌干擾能夠起到很強(qiáng)的抑制作用。與此同時，PE兩層結(jié)構(gòu)也具有很強(qiáng)的吸水能力，能夠很大程度的防止土壤當(dāng)中的水分對管道運行造成的影響，PE兩層結(jié)構(gòu)的價格也不高，所以對于長輸天然氣管道而言，非常適用，但是在其實際應(yīng)用過程中，也存在相應(yīng)的問題，一方面，此類材料不能置于陽光之下，不然將會受到紫外線的嚴(yán)重干擾，進(jìn)而失去防護(hù)作用。另一方面，此類材料并不容易與管道緊密結(jié)合，這樣防護(hù)效果就會大打折扣。
最后，PE三層結(jié)構(gòu)。這種PE三層結(jié)構(gòu)屬于最新產(chǎn)生的管道保護(hù)措施，也屬于現(xiàn)階段最有效的防護(hù)措施。相比于兩層結(jié)構(gòu)，三層結(jié)構(gòu)在中間環(huán)節(jié)添加了環(huán)氧粉末，不僅實現(xiàn)了抗腐蝕能力的提升，而且對于材料與管道的緊密結(jié)合提供了助力，進(jìn)而使其充分發(fā)揮防護(hù)性能。除此之外，由于PE三層結(jié)構(gòu)當(dāng)中含有環(huán)氧粉末，材料將不再受紫外線的干擾，能夠在陽光下使用。
(2) 電化學(xué)防護(hù)
在實際的長輸天然氣管道的電化學(xué)保護(hù)過程中，經(jīng)常使用的是犧牲陽極的陰極保護(hù)法。這種化學(xué)傳輸管道防腐方法的原理非常簡單，在實際的應(yīng)用過程中，在傳輸管道外部增設(shè)一種比管道所用金屬材料更加活躍的金屬材料，進(jìn)而構(gòu)成原電池。在此原電池當(dāng)中，陽極為活躍金屬、陰極為管道，在實際的腐蝕現(xiàn)象發(fā)生的過程中，管道將被保護(hù)。在實際運用此類防腐措施的過程中，應(yīng)當(dāng)對管道的長度、壁厚以及其所處的環(huán)境進(jìn)行綜合考量。進(jìn)而對活躍金屬的位置及重量進(jìn)行詳細(xì)的計算。
(3) 外加電源的陰極保護(hù)法
在實際的應(yīng)用過程中，這種傳輸管道的防腐方法應(yīng)用的次數(shù)比較少，但在理論上是可行的，在實際的應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)在管道外壁進(jìn)行電源的增加，進(jìn)而使管道得到高效的保護(hù)。應(yīng)用次數(shù)比較少的原因是：大多數(shù)天然氣屬于易燃易爆氣體，在采用這種方法時，也需要根據(jù)實際情況進(jìn)行電壓簡單計算。
3.長輸天然氣管道陰極保護(hù)常見缺陷
經(jīng)過長時間的運行，長輸天然氣管道在陰極保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，產(chǎn)生了很多問題。一方面，陰極保護(hù)設(shè)備陳舊老化，已經(jīng)不能進(jìn)行正常的運行，產(chǎn)生這樣問題的原因在于：長輸天然氣管道首站的恒電位儀調(diào)節(jié)開關(guān)由于時間問題產(chǎn)生了失靈的狀況，進(jìn)而無法調(diào)節(jié)保護(hù)電位，對于末站的恒電位儀轉(zhuǎn)換器不能進(jìn)行高效的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致機(jī)子有輸出，但是管道沒有輸出。陽極地床電阻高，對陰極電流的發(fā)散造成了很大影響，對陽極的犧牲并不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，進(jìn)而導(dǎo)致大部分管道失去了保護(hù)，造成嚴(yán)重的腐蝕。另一方面，管道保護(hù)電位偏高，造成的部分管段腐蝕嚴(yán)重。現(xiàn)階段，大多數(shù)長輸天然氣管道電位處于較高的狀態(tài)，管道保護(hù)電位與正常的電位相比，產(chǎn)生了偏離，進(jìn)而加劇了管道腐蝕。
4.完善長輸天然氣管道陰極保護(hù)的對策
在天然氣的管道陰極保護(hù)過程中，首先要選擇的方法是管道陰極保護(hù)法。由于長輸天然氣管道通常會借助犧牲陽極和強(qiáng)制電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行管道的防腐，此時，管道及犧牲陽極的埋設(shè)深度通常保持在為2m～2.5m的范圍內(nèi)，但是對于長輸天然氣管道而言，其長度過長，同時，由于自然地貌的原因，很多管道的兩頭具有嚴(yán)重落差，與此同時，管道的兩頭地下水位與地質(zhì)情況的不同，部分管道所處的土壤的電阻率過高，在這種地區(qū)使用犧牲陽極的陰極保護(hù)法的效率并不高，解決這一問題的方法是，對于長輸管道過程中的高土壤電阻率段管道，將犧牲陽極保護(hù)法更改為強(qiáng)制電流保護(hù)法。其次，恒電位儀在強(qiáng)制電流法的應(yīng)用過程中，能夠給予需保護(hù)金屬體提供連續(xù)可調(diào)的陰極保護(hù)電流。對強(qiáng)制電流法中的陽極提供輔助作用，用來使恒電位儀所提供的陰極保護(hù)電流形成回路。最后，在實際的長輸天然氣管道的陰極保護(hù)過程中，可以創(chuàng)建責(zé)任心強(qiáng)的專業(yè)化隊伍，并采用定崗定責(zé)的原則進(jìn)行管理，在提升隊伍整體素質(zhì)的同時，擴(kuò)大管理領(lǐng)域，進(jìn)而完善我國長輸天然氣管道的陰極保護(hù)。
5.結(jié)論
綜上所述，在天然氣地位日益上升的背景下，長輸天然氣管道防腐及陰極保護(hù)成為天然氣管道傳輸行業(yè)研究的主要內(nèi)容，高效的管道保護(hù)對于長輸天然氣管道傳輸?shù)倪\行效率具有很強(qiáng)的提升作用，在實際的長輸天然氣管道防腐及陰極保護(hù)應(yīng)用的過程中，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施，解決常見缺陷，進(jìn)而達(dá)到天然氣傳輸效率的提升。
