為保(bao)證長(chang)輸(shu)天然氣管(guan)道(dao)(dao)的運行安全,常用(yong)的敷設方(fang)式為為埋(mai)地(di)敷設。天然氣長(chang)輸(shu)管(guan)道(dao)(dao)的核心材(cai)料是金(jin)屬(shu)材(cai)料,在與地(di)下水(shui)和土壤的長(chang)期接觸過程中,金(jin)屬(shu)材(cai)料很容易產生復(fu)雜的化學腐(fu)蝕,降低管(guan)線的強(qiang)度(du),甚至(zhi)破(po)壞管(guan)道(dao)(dao)結構(gou),嚴重縮短了管(guan)線的使(shi)用(yong)壽(shou)命,給(gei)管(guan)線的安全運行帶來了極大的風險。因此,對(dui)(dui)埋(mai)地(di)長(chang)輸(shu)管(guan)線采用(yong)合理(li)的防(fang)腐(fu)蝕控制措(cuo)施,能夠確(que)保(bao)對(dui)(dui)金(jin)屬(shu)管(guan)道(dao)(dao)進行有效保(bao)護,延長(chang)使(shi)用(yong)壽(shou)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(huan)境(jing)中的(de)(de)(de)(de)土壤(rang)含有硫酸(suan)鹽還原(yuan)菌,在該細菌可參與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極反應(ying),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)細菌腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。雜(za)散電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)由管道(dao)系統環(huan)境(jing)外的(de)(de)(de)(de)雜(za)散電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)造成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de),分為(wei)直流(liu)(liu)(liu)雜(za)散電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)雜(za)散電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。直流(liu)(liu)(liu)雜(za)散電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位高和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位低(di)區(qu)域發(fa)生的(de)(de)(de)(de)陰極放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)還原(yuan)和陽(yang)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子被氧化反應(ying),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)陽(yang)極的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)雜(za)散電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)管道(dao)附近(jin)高壓電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力線產生的(de)(de)(de)(de)二次感(gan)應(ying)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),其特點(dian)是(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)量較(jiao)小但較(jiao)集(ji)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(pai)(pai)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)防護是采用絕(jue)緣鎢電纜(lan),將被保(bao)(bao)護的金屬管道與排(pai)(pai)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)設(she)備(bei)相連,把(ba)管道環境中的雜散電流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)引回電氣設(she)備(bei)或引至地(di)極,從而使金屬管道得以保(bao)(bao)護。排(pai)(pai)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)保(bao)(bao)護的方法主要有(you)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)排(pai)(pai)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)、強制(zhi)排(pai)(pai)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)和接地(di)排(pai)(pai)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)。
目前的天然氣長輸管道的防腐(fu)設計,在選用三層PE防腐(fu)層的條(tiao)件下(xia),一般(ban)采(cai)用外加電(dian)流保(bao)護,根據線(xian)路的長度(du),分段設置(zhi)若干陰極保(bao)護站,特殊地質條(tiao)件下(xia),采(cai)用犧牲陽(yang)極進行輔(fu)助保(bao)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(jue)緣(yuan)(yuan)接頭陰極(ji)保(bao)護相關設施的安裝,包括:絕(jue)緣(yuan)(yuan)接頭保(bao)護器的安裝、絕(jue)緣(yuan)(yuan)接頭測試樁(zhuang)的安裝、電(dian)纜(lan)連接及焊(han)點(dian)防腐、電(dian)纜(lan)敷(fu)設等。