埋地天然气管道防腐技术
徐广义
油气田地面工程
摘要：随着石油天然气管道工程建设的发展，管道防腐技术不断提高，防腐涂层领域也取得了许多成果，各种新材料、新技术不断涌现，形成了现代天然气管道防腐体系。管道防腐涂层新技术主要有双层熔结环氧粉末防腐技术、热喷涂防腐技术、喷涂聚脲弹体技术以及改性聚乙烯防腐层技术。
关键词：热喷涂；天然气；管道；腐蚀；防腐技术
1 引言
随着科学技术的迅猛发展，天然气作为一种优质高效的能源越来越多地应用在民用和工商业生产生活中，天然气管道建设也随之迅猛增长。由于空间等因素的限制，天然气输送管线一般多采用埋地铺设，管道防腐层质量的好坏将直接影响到管线运营的安全和使用寿命，特别是天然气高压管线进人人口较为密集的地区后，运营安全更是至关重要。提高管道防腐蚀技术，延长管道使用寿命已成为科学技术与工程设计广泛关注的课题。
2 管道产生腐蚀的原因
腐蚀是金属在周围物质的化学、电化学作用下所引起的一种破坏。由于输送的燃气中可能含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物或其他腐蚀性化合物直接和金属起作用，引起化学腐蚀，化学腐蚀的危害性不大。而造成钢管表面出现凹穴，以至穿孔的主要原因来自电化学腐蚀。电化学腐蚀是由于电极电位的不同，金属发生电化学反应时，电极电位较低的部位容易失去电子，形成阳极；电极电位较高的部位得到电子，成为阴极。在O2和H2O存在的情况下，Fe(OH)2生成水合氧化铁(铁锈)，即产生腐蚀。油气管道腐蚀与周围介质的特性及环境条件密切相关，另一方面也与管道的材料本身、防腐措施的效果有关。
3 防腐技术应用现状
3．1阴极保护技术
阴极保护是天然气管道普遍采用的技术，该技术通过向被保护的钢质管道通以足够的直流电流，使管道表面产生阴极极化，减小或消除造成钢质管道土壤腐蚀的各种原电池的电极电位差，使腐蚀电流趋于零，进而达到阻止管道腐蚀的目的。该技术需开发适用的新材料、新检测手段及设计软件等。一些新阳极材料已经得到了较好的应用，如长寿命、消耗率低的金属氧化物辅助阳极、镀铂钛阳极等。另外柔性阳极在解决高电阻率地区、老管线的阴极保护上起到了较好的作用，应继续开发适用新材料。
3．2管道防腐涂层新技术
随着石油天然气管道工程建设的发展，管道防腐技术不断提高，防腐涂层领域也取得了许多成果，各种新材料、新技术不断涌现，形成了现代天然气管道防腐体系。
(1)双层熔结环氧粉末防腐技术。双层熔结环氧粉末防腐体系，即以标准的单层熔结环氧粉末作底涂层，以改性的熔结环氧粉末作外防护层。这种体系大幅度提高了防腐层的机械性能，增强了防腐层的抗冲击能力、耐高温能力以及高温时的抗渗透性，同时保持了单层熔结环氧粉末防腐层与阴极保护的相容性能，不会产生阴极保护屏蔽。因此，近年来双层熔结环氧粉末防腐体系在国内逐步应用到天然气管道建设工程中。
(2)热喷涂防腐技术。热喷涂防腐技术是以在金属表面喷涂锌及铝而形成防腐涂层为主。锌涂层作为牺牲阳极对金属基体进行保护，铝涂层则以致密的氧化薄膜对金属基体进行隔离防腐，特别是在与Ti02复合使用时，不仅具有很强的附着力，而且有极好的韧性，能够抵抗由于金属基体变形对涂层产生的破坏。近年来，随着热喷涂技术及纳米技术的迅速发展，两者相结合的热喷涂纳米结构涂层技术正成为热喷涂领域一个重要的发展方向。热喷涂表面处理技术是一种非常有效的天然气管道防腐技术，尤其在富含硫化氢和二氧化碳的高酸性天然气田，这类酸性天然气集输管道的腐蚀条件极其恶劣，热喷涂防腐技术是一种很好的选择。
(3)喷涂聚脲弹性体技术。聚脲弹性体材料致密、连续，无接缝，有效地阻止了外界腐蚀介质的侵入，防腐性能十分突出，其兼有环氧、PE二者的优点，克服了环氧三PE工艺性差、设备费用昂贵的缺点。同时，由于其优异的柔韧性，完全能够抵御昼夜、四季环境温度变化带来的热胀冷缩，不会产生开裂和脱落现象。它以优异的理化性能、工艺性和环保性，得到了迅猛发展，在石油天然气管道腐蚀防护方面显示了强大的生命力。
(4)改性聚乙烯防腐层。近年来，由于聚乙烯
二层、三层防腐技术的成功开发，使得聚乙烯防腐专用料迅速发展，特别是随着目前我国的西部大开发工程、成品油输送工程及城市煤气管道工程等的大力启动，促使聚乙烯防腐技术的发展更加迅速。中国石化茂名石油化工公司通过对高密度聚乙烯DGDB--2481的改性及抗氧体系的设计与研究，选择了较为合适的改性配方，研制出了输油输气管道的外防腐层专用料。其产品的性能同国内外的同类产品性能基本相当。
参考文献略
本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/
|
