天然气管道的腐蚀与防护综述资料.docVIP

摘要 天然气管道从天然气供应场所到其使用地方，经过各种各样复杂的地形，管道所处环境千变万化，且天然气中往往含有硫化氢、二氧化碳等酸性气体，它们对天然气管道造成腐蚀威胁，影响天然气管道的平安运行，因此天然气管道在运营中必须实施防腐蚀保护。 目前对天然气管道进行防腐蚀保护的方法主要有绝缘层防腐方法和阴极保护两种方法。使用绝缘层防腐蚀方法时，因根据管道特点和管道所处地形地貌选择不同类型的防腐绝缘层；阴极保护又分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护，根据长输天然气管道的特点适宜用外加电流阴极保护，根据相关规定保护一般电位应该在-8.50V至-1.20V之间，特殊地区除外。尽管天然气管道腐蚀防护方法有两种，但这两种方法必须同时实施达到“联合保护”的作用才能高效的防护天然气管道的腐蚀。 关键词：天然气；腐蚀；防腐层；外加电流阴极保护 ；牺牲阳极阴极保护 目录 摘要 I 目录 II 1绪论 1 1.1腐蚀的定义 1 1.2腐蚀危害性 1 1.3腐蚀对天然气管道的危害 2 2天然气管道的腐蚀特点 3 2.1天然气管道的腐蚀类型 3 2.1.1天然气管道的内腐蚀机理 3 2.2天然气管道的外腐蚀 4 2.2.1土壤的性质 4 3.2.2土壤腐蚀常见的几种形式 5 3.天然气埋地钢管的防腐方法 6 3.1绝缘层防护法 6 3.1.1防腐涂层的结构 7 3.1.2防腐涂层的选择 7 3.2阴极保护的两种方法 9 3.2.1阴极保护的参数 10 4结束语 10 参考文献 11 1绪论 1.1腐蚀的定义 随着非金属材料（特别是合成材料）的迅速发展，它的破坏引起了人们的重视，从五十年代以后，许多权威的腐蚀学者或者研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有材料，即材料腐蚀是指材料受环境介质的化学作用（包括电化学作用）而破坏的现象[2]。 从热力学观点看，绝大多数金属都具有与周围介质发生作用而转入氧化（离子）状态的倾向，因此金属发生腐蚀是一种自然的趋势，且到处可见，例如金属构件在大气中因腐蚀而生锈，埋于地下的金属管道因腐蚀发生穿孔，钢铁在轧制过程中因高温下与空气中的氧作用产生了大量的氧化皮，在化工生产中金属机械和设备常与强腐蚀性介质（如酸，碱，盐等）接触，尤其在高温高压和高流速的工艺条件下，腐蚀问题更显得突出和严重。 1.2腐蚀危害性 1.3腐蚀对天然气管道的危害 石油天然气管道从油气供应点到油气使用场所，经过各种各样复杂的地形，管道所处环境千变万化，输送介质中往往含有H2S、CO21971年5月20日深夜，我国四川威成输气管道的越溪段，正常运行中管线突然爆管，该管道为Φ630mm×8mm，工作压力为2.1Mpa，爆炸中，气流将管子沿焊缝平行方向撕裂，重达201Kg的管子碎片飞出151m远，气流冲断10m外的输电线导致起火，使50m以外的两栋宿舍着火，伤26人，死亡4人，停输两天，抢修后换上新管段，运行7个多月后，1972年1月13日，同一部位第二次爆管，经查明以上两次爆管均有严重的内腐蚀引起，腐蚀速度达到了2.6-10.4mm/a，这是由于投产一年后，沿线接入了含H2S天然气；1995年7月29日，横贯加拿大管道公司的一条1067mm天然气管道在Rapid市附近破裂起火，50多分钟后据爆破口7m远的另一条914mm气管也爆裂着火，两条管道分别停输了15天、4天，后来查明第一条管道是外部腐蚀裂纹引起的延性断裂，后一事故是因火灾没有及时扑灭引发的次生灾害；2000年8月，美国新墨西哥州卡尔斯巴市El Paso公司的一条天然气管线突然爆炸，造成12人死亡。事故调查报告显示，造成此次爆炸的直接原因是管线内壁长期受到腐蚀，管壁变薄所致，因此对天然气管道进行防腐蚀保护是很有必要的[2]。 长输天然气管道大多数为埋地管道，在运行中与输送介质发生内腐蚀，同时外壁与土壤大气分别发生土壤腐蚀和大气腐蚀，因为腐蚀类型不同对应的防护措施也不一样。 2.1天然气管道的腐蚀类型 .1.1天然气管道的内腐蚀机理 H2S、CO2水等具有腐蚀性的介质，它们与管道内壁易发生电化学腐蚀，金属的电化学腐蚀是指金属表面与导电离子的介质因发生电化学作用而产生的破坏，任何一种按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含一个阳极反应和一个阴极反应，并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流联系在一起。阳极反应是金属离子从金属转移到介质中和放出电子的过程，即阳极氧化过程。相对应的阴极反应便是介质中氧化剂组分吸收来自阳极的电子的还原过程。天然气管道输送的介质中含有H2S、CO2溶于水，生成酸，碳钢在酸中发生电化学反应腐蚀，在阳极区铁被氧化为Fe2+离子，所放出的电子自阳极（Fe）流至钢中的阴极（Fe3C）上被H+吸收而被还原成氢气，即 阳极氧化反应： 阴极还原反应： 总的反应： 2.2天然气管道的外腐蚀 2.