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天然氣長輸管道的陰極保護防腐措施重要性

發布時間:2023-07-08  
       天然氣長輸管道的埋地土壤環境,對管線金屬材料形成腐蝕,會降低管線的強度,甚至破壞管道的結構,嚴重縮短管線的使用壽命。通過分析金屬腐蝕原理,在天然氣長輸管道的設計和施工過程中,選擇有效的防腐設計方案和施工保護措施,對管線金屬材料進行防腐蝕保護,延長管線使用壽命,保障管線的安全運行。

       為保證長輸天然氣管道的運行安全,常用的敷設方式為為埋地敷設。天然氣長輸管道的核心材料是金屬材料,在與地下水和土壤的長期接觸過程中,金屬材料很容易產生復雜的化學腐蝕,降低管線的強度,甚至破壞管道結構,嚴重縮短了管線的使用壽命,給管線的安全運行帶來了極大的風險。因此,對埋地長輸管線采用合理的防腐蝕控制措施,能夠確保對金屬管道進行有效保護,延長使用壽命。

       金屬腐蝕主要分為物理腐蝕、化學腐蝕和電化學腐蝕。由于天然氣管道輸送介質為含水量、含硫量合格的天然氣,管線內腐蝕量極小,主要腐蝕點在管線外側。根據埋地長輸管線環境狀況,其腐蝕原因主要包括土壤腐蝕、細菌腐蝕和雜散電流腐蝕。地下水中溶解著一定量的金屬離子,在地下水的作用下,就使土壤具有一定的離子導電性,土壤本身的物理化學性質不均勻性和金屬管道材質的不均勻電化學性質,構成埋地金屬管道的電化學腐蝕因素,由此產生土壤腐蝕。
       部分特殊環境中的土壤含有硫酸鹽還原菌,在該細菌可參與電極反應,形成細菌腐蝕。雜散電流腐蝕是由管道系統環境外的雜散電流造成的,分為直流雜散電流腐蝕和交流雜散電流腐蝕。直流雜散電流腐蝕是在電極電位高和電位低區域發生的陰極放電還原和陽極電子被氧化反應,形成陽極的腐蝕。交流雜散電流腐蝕是管道附近高壓電力線產生的二次感應交流電,形成電化學電池腐蝕,其特點是腐蝕量較小但較集中。

天然氣長輸管道防腐主要方法分為涂層防護、電化學防護和排流防護三種。
       涂層防護是指在金屬管道外表面通過覆蓋防腐絕緣層,隔離管道金屬材料與腐蝕環境,達到防止金屬腐蝕的防護技術。該技術的核心是涂層的漏點控制和涂層的抗剝離強度,防腐涂層只有與鋼管表面保持良好的粘結,才能發揮性能其。三層PE防腐層是近些年在天然氣長輸管線中廣泛應用的涂層防腐技術,是一種對原材料質量、涂敷預制工藝參數準確性控制,以及檢測水平要求都高的防腐層體系,涂層防腐質量好,造價相對較高。
       電化學防護分為犧牲陽極保護和陰極保護。犧牲陽極保護方法,是通過選擇金屬活性高的金屬材料與被保護管道形成極化反應,在極化反應中損失活性高的金屬材料,從而使相對活性低的金屬管道得以保護。
       陰極保護是通過外加陰極電流作用在被保護管線上,使金屬管道外表面成為電化學腐蝕中的陰極,形成陰極極化,從而使金屬管道得以保護[2]。
排流防護是采用絕緣鎢電纜,將被保護的金屬管道與排流設備相連,把管道環境中的雜散電流引回電氣設備或引至地極,從而使金屬管道得以保護。排流保護的方法主要有直流排流、強制排流和接地排流。

      目前的天然氣長輸管道的防腐設計,在選用三層PE防腐層的條件下,一般采用外加電流保護,根據線路的長度,分段設置若干陰極保護站,特殊地質條件下,采用犧牲陽極進行輔助保護。

區域陰極保護系統的安裝包括:多路恒電位儀的接線、線性陽極的安裝、通電點的安裝、測試點及測試樁的安裝、電纜的敷設、電纜連接及焊點防腐、均壓電纜的安裝等。
線路管道陰極保護站,指對站外線路管道的陰極保護,包括:恒電位儀接線、輔助陽極地床安裝、通電點安裝、電纜的敷設、電纜連接及焊點防腐等。
絕緣接頭陰極保護相關設施的安裝,包括:絕緣接頭保護器的安裝、絕緣接頭測試樁的安裝、電纜連接及焊點防腐、電纜敷設等。

      埋地鋼質管道是天然氣長輸管道最主要的傳輸載體,但金屬管道的腐蝕給國家和企業造成了嚴重的經濟損失。金屬管道外防腐技術和防腐層施工的質量控制,關系到管道的使用壽命和安全運行。結合長輸管道穿越地區土壤性和地下水特點,采取不同的外防腐保護設計、施工過程中保護措施及規范的施工規程,確保天然氣長輸管道創造更大的經濟效益。



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