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长输天然气管道防腐及阴极保护常见缺陷及对策

日期:2022-02-17 23:48:54


在我国的发展过程中,越来越多的能源陷入危机。在这种情况下,天然气的出现有效地取代了许多能源。天然气管道传输已成为当前天然气领域发展的重要组成部分。最重要的是长输气管道的防腐和阴极保护。高效防腐对天然气传输具有重要意义,不仅能有效提高天然气传输效率,而且在很大程度上避免了传输过程中对环境的影响。本文主要介绍了长输气管道防腐的重要性和长输气管道防腐措施,详细阐述了长输气管道阴极保护的常见缺陷,改进了管道阴极保护的对策。


董爽(中国石化有限公司天然气分公司)


面对天然气在我国能源发展中的不断上升,天然气输送已成为我国研究的主要环节。管道输送是天然气输送的主要方法。在长输天然气管道的实际防腐和阴极保护过程中,存在诸多问题,严重影响了长输天然气管道的输送,因此,研究长输天然气管道防腐和阴极保护的常见缺陷和对策具有重要意义。


1.长输天然气管道防腐的重要性


现阶段,国内外对天然气的需求逐渐增加,其中天然气已成为不可替代的重要能源。在这种情况下,天然气的需求将继续上升,直到新的高效能源出现,无法大规模生产。为了有效保证天然气的供应要求,保护长期输送的天然气管道是非常重要的。虽然管道是近年来天然气运输中最安全、损失最少的运输方式,但现阶段管道事故数量逐渐增加,证明管道运输过程中存在缺陷。在此过程中,管道事故最常见的因素是金属腐蚀。


在管道运输的实际过程中,管道腐蚀可能造成的危害包括以下几个方面:第一,一旦管道被严重腐蚀,腐蚀产品就会与天然气混合,导致天然气中的杂质混合,从而严重影响天然气的质量。第二,如果管道腐蚀非常严重,很可能造成天然气泄漏,不仅会严重损失天然气资源,而且对管道公司也会造成严重的财产损失。第三,如果腐蚀程度达到可能的泄漏程度,泄漏的天然气将进入土壤,然后对环境造成严重的污染,这种对环境的破坏是不可逆转的,在这个阶段,环境保护问题日益突出,对环境的严重污染将严重限制天然气资源的发展。第四,一旦泄漏的天然气直接遇到火源,就很容易发生火灾和爆炸事故,不仅会影响天然气的运输,还会造成人员伤亡。第五,在管道腐蚀的实际应用过程中,将加速管道内壁的腐蚀。因此,管道防腐蚀的应用。


2.长输天然气管道防腐措施


在实际的管道运输过程中,管道腐蚀本质上是一种正常的现象,不能完全避免。为了减少管道腐蚀对天然气运输的影响,只能通过应用相应的措施来缓解,从而降低管道腐蚀率。长输气管道的腐蚀可以从物理和化学两个方面进行研究。在物理方面,主要采用增加涂层的方法。在化学层面,主要采用电化学保护措施。在大多数情况下,实际的管道保护将选择结合物理和化学的保护措施。


(1) 增加涂层


增加涂层的主要方法包括:


首先,煤焦油瓷漆。在运输区外添加煤焦油搪瓷是现阶段比较成熟的保护措施。煤焦油瓷漆不仅具有很强的防腐功能,而且具有一定的绝缘性。它可以防止管道受到杂散电流的影响,对管道的保护起着非常关键的作用。由于煤焦油瓷漆使用寿命长,经济性高。大多数人选择它作为添加涂层的主要材料。此外,煤焦油瓷漆在使用过程中也存在一些缺点,主要表现在以下几个方面:一是该技术对管道温度要求较高。一旦输送管道的温度超过煤焦油瓷漆的规定温度,就会导致煤焦油瓷漆的熔化,不仅不能保护管道,而且可能对环境造成污染,进而不能保护管道。因此,在实际应用过程中,应注意煤焦油漆不能适用于加热输送管道。其次,煤焦油漆的机械性能较差,如果煤焦油漆的地下硬度较高,也不适用于煤焦油漆附近的其他物质。


其次,PE两层结构。运输管道外侧PE增加两层结构也是现阶段应用较多的管道防护措施,PE两层结构不仅具有高效的防腐功能,而且具有较强的奶细菌功能,可以抑制管道周围的细菌干扰。PE两层结构还具有较强的吸水能力,能在很大程度上防止土壤中水分对管道运行的影响,PE两层结构的价格不高,非常适合长输天然气管道,但在实际应用过程中也存在相应的问题。一方面,这种材料不能放在阳光下,否则会受到紫外线的严重干扰,然后失去保护效果。另一方面,这种材料不容易与管道紧密结合,从而大大降低了保护效果。

长输天然气管道防腐及阴极保护常见缺陷及对策「天然气智库」


最后,PE三层结构PE三层结构是现阶段最新的管道保护措施和最有效的保护措施。与两层结构相比,三层结构在中间环节添加了环氧粉末,不仅提高了耐腐蚀性,而且有助于材料与管道的紧密结合,从而充分发挥保护性能。此外,因为PE三层结构含有环氧粉末,材料不再受紫外线干扰,可在阳光下使用。


(2) 电化学防护


在长输天然气管道的实际电化学保护过程中,经常采用牺牲阳极的阴极保护方法。这种化学传输管道防腐方法的原理非常简单。在实际应用过程中,在传输管道外增加一种比管道中使用的金属材料更活跃的金属材料,从而形成原电池。在原电池中,阳极是活性金属,阴极是管道。在实际腐蚀过程中,管道将受到保护。在实际应用此类防腐措施时,应综合考虑管道的长度、壁厚和环境。然后详细计算活性金属的位置和重量。


(3) 外加电源的阴极保护法


在实际应用过程中,这种传输管道的防腐方法应用较少,但理论上是可行的。在实际应用过程中,应增加管道外壁的电源,以便有效保护管道。应用较少的原因是:大多数天然气属于易燃易爆气体,也需要根据实际情况简单计算电压。


3.长输天然气管道阴极保护常见缺陷


经过长时间的运行,长输天然气管道在阴极保护系统的应用中存在许多问题。一方面,阴极保护设备老化,不能正常运行,原因是:长输天然气管道第一站恒电位调节开关由于时间问题故障,然后不能调整保护电位,最后站恒电位转换器不能有效转换,导致机器输出,但管道不输出。阳极地床电阻高,对阴极电流的发散影响很大,牺牲阳极不能发挥应有的作用,导致大多数管道失去保护,造成严重腐蚀。另一方面,管道保护电位高,部分管段腐蚀严重。目前,大多数长输气管道电位处于较高状态,管道保护电位与正常电位相比,产生偏差,进而加剧管道腐蚀。


4.完善长输天然气管道阴极保护对策


在天然气管道阴极保护过程中,首先要选择的方法是管道阴极保护法。由于长输天然气管道通常采用牺牲阳极和强制电流的阴极保护法进行管道腐蚀,因此管道和牺牲阳极的埋深通常保持在2m~2.5m在范围内,但对于长输气管道,其长度过长,同时由于自然地貌,许多管道两端差距严重,同时管道两端地下水位和地质条件不同,部分管道土壤电阻率过高,牺牲阳极阴极保护效率不高,解决这个问题的方法是将牺牲阳极保护法改为强制电流保护法。其次,在强制电流法的应用过程中,恒电位计可以为需要保护的金属体提供连续可调的阴极保护电流。为强制电流法中的阳极提供辅助作用,使恒电位计提供的阴极保护电流形成电路。最后,在实际的长输气管道阴极保护过程中,可以建立一个责任心强的专业团队,并采用固定岗位和责任的原则进行管理,在提高团队整体质量的同时,扩大我国长输气管道的阴极保护领域。


5.结论


综上所述,在天然气地位上升的背景下,长输气管道腐蚀和阴极保护已成为天然气管道传输行业研究的主要内容,高效管道保护对长输气管道传输运行效率有很强的提高作用,在实际长输气管道腐蚀和阴极保护应用过程中,应采取相应措施解决常见缺陷,提高天然气传输效率。


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