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摘要:在對天然氣的運輸過程中,存在著一定程度的安全風險,由于運送天然氣的設備與管道都存在被腐蝕的可能,所以要做好天然氣長輸管道防腐的相關工作,盡量避免天然氣運輸管道因此被腐蝕,延長天然氣長輸管道的使用時間。所以本文嘗試就天然氣運輸管道的施工階段防腐和使用階段防腐兩個部分探討天然氣運輸管道的防腐措施,切實保障天然氣運輸管道能夠穩定、安全的運行。
關鍵詞:天然氣;長輸管道;防腐;施工;使用
相關統計表明,當前全球范圍內失效的天然氣運輸管道中,有超過60%是因為腐蝕而引起的。導致天然氣管道發生腐蝕的原因有很多種,所以只有深入分析天然氣長輸管道出現腐蝕的根本原因,之后才可以實現對天然氣長輸管道的預防腐蝕和保護工作。
1導致天然氣長輸管道發生腐蝕的主要原因
土壤腐蝕是天然氣管道腐蝕的主要原因之一。因為天然氣管道經過的途中會與蘊含各種不同物質的土壤直接接觸,而且每一部分的天然氣管道其金相結構并不完全相同,所以導致其很容易出現腐蝕電流與電化學電流,最后形成土壤腐蝕情況。一般而言,埋到土壤中的天然氣管道其表面都會進行防腐層防腐措施,防腐層的存在可以有效地避免管道與土壤的直接接觸,進而避免腐蝕情況發生,但是因為天然氣運輸管道的長時間使用,其表面的防腐層會逐漸出現龜裂和剝離的情況,此外,天然氣管道在施工的過程中還存在被磕碰的可能,因此而導致的防腐層損壞都會使得土壤中的腐蝕介質直接與管道的外壁接觸,并且形成腐蝕;大氣腐蝕與細菌腐蝕在天然氣管道腐蝕的主要原因中也占據著大部分。由于大氣中含有大量的水蒸氣,所以水蒸氣容易在天然氣運輸管道的金屬表面液化,從而起到電解液的作用,進而會使得金屬表面發生化學腐蝕。而且細菌腐蝕中,硫酸鹽還原菌、鐵細菌以及氧化菌等都是天然氣運輸管道細菌腐蝕中較為常見的菌種,如果大氣中的空氣濕度超過80%,則天然氣運輸管道的腐蝕速度會顯著上升。天然氣運輸管道的腐蝕一般分為三種,第一種是點蝕,點蝕又稱作是孔蝕,其主要是指天然氣運輸管道金屬上的局部腐蝕形態,具體表現為點狀、針狀或小孔狀,點蝕形態對于包括天然氣在內的各種氣體及液體運輸管道系統的破壞性與安全隱患影響最大,而且這一形態的腐蝕很難被檢查到;第二種是均勻腐蝕,均勻腐蝕會導致天然氣運輸管道的金屬表面出現大面積較為均勻的腐蝕情況,該腐蝕情況一般會出現在暴露的金屬管道表面;第三是絲狀腐蝕,天然氣運輸管道的絲狀腐蝕一般出現在管道保護膜的下方,該腐蝕形態較為特殊,也被稱作是漆下腐蝕和膜下腐蝕。
2天然氣長輸管道預防腐蝕的具體措施
2.1施工階段天然氣長輸管道預防腐蝕的具體措施
(1)加強施工階段長輸天然氣管道的表面處理工作。施工階段長輸天然氣管道存在防腐補口施工環節,該施工環節的存在能夠有效保證長輸天然氣管道在長期使用中出現腐蝕的幾率大大下降,提高天然氣運輸安全。為確保長輸天然氣管道防腐補口施工的質量,一般會在施工過程中采取環境監測、表面預處理檢查、噴砂處理前的預熱檢查以及噴砂清理檢查四項措施,通過此四項措施來切實保障長輸天然氣管道的防腐補口表面處理施工質量。在長輸天然氣管道的防腐補口表面處理施工環節中,環境監控能夠對其施工質量產生非常顯著的影響,一般而言,防腐補口表面處理需要保證濕度<85%、鋼管表面溫度高于露點3℃,才能夠保障防腐補口表面處理的施工質量;而表面預處理檢查則是打磨處理鋼材表面所存在的毛刺、飛濺、夾層以及缺口等問題,此措施也能夠對施工質量產生影響;在噴砂工作之前,需要對相關的施工鋼材采取預處理措施,如此能夠達到除濕的目的,同時可以避免返銹情況出現;一般而言,鋼管需要加熱到50℃左右;噴砂清理檢查也是長輸天然氣管道防腐補口表面處理施工的質量控制關鍵環節之一,噴砂清理主要是為了去除鋼管表面所存在的可溶性鹽。
(2)加強施工階段天然氣長輸管道底漆應用質量控制。在完成長輸天然氣管道的防腐補口表面處理施工后,需要為其開展底漆施工。底漆施工環節也需要加強施工質量控制工作,具體從環境監控、材料選擇、底漆混合控制、底漆涂覆外觀檢查以及底漆漆膜厚度檢查等五個環節來實現對底漆施工環節的質量控制工作,在底漆施工的環境監控工作中,與表面處理時光一樣都需要確保濕度<85%,鋼管表面溫度高于露點3℃;涂料選擇方面,一般選擇液體雙組分環氧涂料來保證長輸天然氣管道的防腐補口底漆施工質量;底漆混合控制環節,應當重點避免出現使用過期底漆的情況,同時還需要確保固化劑與相關的基料實現均勻混合;底漆涂覆外觀檢查環節,相關的施工人員要確保鋼管的裸管區能夠均勻的涂刷底漆,避免在底漆涂刷中出現漏涂以及流掛的情況,此外施工人員不可在干線管道3PE表面涂刷底漆;底漆漆膜厚度檢查環節,相關的施工人員需要確保底漆濕膜厚度,如此才能夠保證長輸天然氣管道的防腐補口底漆施工的質量。而對于底漆濕膜厚度的具體檢查,可以采取濕膜卡進行具體的檢測。在底漆的施工環節,控制長輸天然氣管道頂部和底部漆膜厚度是施工的關鍵所在,所以施工人員需要提高對此的重視程度。
(3)加強施工階段天然氣長輸管道熱收縮帶安裝的質量控制。在完成長輸天然氣管道的防腐補口表面處理和底漆施工環節之后,施工人員就可以為長輸天然氣管道安裝熱收縮帶,對于長輸天然氣管道的熱收縮帶安裝質量控制主要從安裝前的預熱控制、熱收縮帶安裝、外觀檢查、涂層厚度檢查、涂層漏涂點檢查以及涂層附著力檢查等多個方面開展。在預熱控制環節,應當借助烤把來加熱,并且通過紅外測溫儀實時了解加熱溫度,為熱收縮帶安裝質量提供保障;在熱收縮帶的安裝過程中,應當安排兩名施工人員共同加熱,在加熱的同時,及時去除其中的氣泡,才能夠有效保證長輸天然氣管道的熱收縮帶安裝質量;在熱收縮帶安裝完畢之后,需要有相關的施工人員檢查熱收縮袋的外觀情況,確定其緊密性,避免其出現破裂、氣泡以及淡化的情況;涂層厚度檢查環節中,技術人員需要在熱收縮袋溫度下降后通過磁性檢測儀來檢查其涂層厚度,針對未能通過檢查的涂層部分需要及時安排修補;在圖層的漏涂點檢查環節,為了保障長輸天然氣管道的熱收縮帶安裝質量,相關的技術人員可以采取直流高壓電火花漏涂點檢測儀對漏涂點進行檢測,并且及時修補出現問題的漏涂點;在涂層附著力檢查環節,技術人員需要通過剝離實驗檢測長輸天然氣管道的熱收縮帶安裝質量,切實保障長輸天然氣管道自身的安全性。
2.2使用階段的天然氣長輸管道預防腐蝕具體措施
使用階段的天然氣長輸管道預防腐蝕具體措施分為犧牲陽極的陰極保護措施和外加電源的陰極保護措施。
(1)犧牲陽極的陰極保護措施。該保護措施原理較為簡單,其主要是在天然氣長輸管道的外壁增加一種比管道金屬更為活躍的金屬材料,使得金屬材料、管道金屬以及水蒸氣等電解質共同組成原電池,其中陽極是活躍金屬、陰極是天然氣長輸管道,在此形勢下,活躍金屬會被持續腐蝕,而天然氣長輸管道則被保護。在使用該天然氣長輸管道防護措施的時候,需要根據長輸管道的長度、管壁厚度以及其所處的環境情況等多方面因素,共同確定活躍金屬的放置位置以及用量。
(2)外加電源的陰極保護措施。該保護措施在天然氣長輸管道預防腐蝕方面的應用較少。其從理論角度而言較為可行,通過在天然氣金屬管道外壁增加電源,通過此方式來保護天然氣管道。其應用較少的主要原因是因為天然氣本身易燃易爆,如果無法把電流控制在安全且有效的區間之內,就很容易出現爆炸的危險。而且外加電源的陰極保護措施在具體的使用過程中,也需要按照實際情況來確定電源的具體電壓和電流。
3總結
對于長輸天然氣管道的預防腐蝕措施應當從管道施工環節就開始進行。相關的施工人員和技術人員要切實做好天然氣長輸管道的防腐補口表面處理施工、底漆施工以及熱收縮帶安裝施工等環節的控制工作。在使用環節則應當合理采取犧牲陽極的陰極保護措施來減緩長輸天然氣管道的腐蝕情況,實現對長輸天然氣管道的保護目的。針對其中已經出現的管道腐蝕情況,要及時采取相關措施,避免因為腐蝕加重最終出現重大的安全事故,阻礙油氣運輸工作的開展,減少因為長輸天然氣管道泄漏而引起的經濟損失。并延長天然氣長輸管道的使用壽命,確保管道可以長期安全平穩的運行,保持較高的天然氣輸送效率。
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作者:王銳 單位:四川科宏石油天然氣工程有限公司川南項目部