【正文】 壓和高流速的工藝條件下，腐蝕問題更顯得突出和嚴(yán)重。 腐蝕危害性 腐蝕給金屬材料造成的直接損失是巨大的，據(jù)估計(jì)全世界每年因腐蝕而報(bào)廢的鋼鐵設(shè)備約相當(dāng)于每年產(chǎn)量的 30%，假如其中 2/3 可回爐再生，仍有 10%的鋼鐵將由于腐蝕而一去不復(fù)返了；同時(shí)金屬構(gòu)件的損壞，其價(jià)值遠(yuǎn)比金屬材料的價(jià)值大得多。例如飛機(jī)，艦船，鍋爐等，其造價(jià)遠(yuǎn)超過原材料的價(jià)格，至于因腐蝕所造成的間接損失，有時(shí)是難以統(tǒng)計(jì)的，例如發(fā)電廠的鍋爐管爆裂，更換一根不過幾百元，但引起許多工廠停產(chǎn)，其損失則是十分驚人的，英國(guó)在 1969 年發(fā)表了著名的“赫爾（ Hoar）報(bào)告”估計(jì)每年最少損失 億英鎊。據(jù)美國(guó)國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)局（ NBS）調(diào)查， 1975 年美國(guó)因腐蝕而損失竟高達(dá) 700 億美元，我國(guó)雖然至今還沒有完整的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，但嫵媚的事例清天然氣長(zhǎng)輸管道的腐蝕與防護(hù)措施 2 楚表明，各行業(yè)均普遍存在金屬腐蝕的問題 。 腐蝕對(duì)天然氣管道的危害 天然氣是石油的氣態(tài)烴類的采出物質(zhì) , 天然氣分為伴生氣和非伴生氣兩種。 我國(guó)很多 城市目前應(yīng)用天然氣 ,或用于民用燃?xì)?,或用于化工原料 ,或用于工業(yè)燃料。 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)較快發(fā)展 ， 改善能源結(jié)構(gòu)的要求日趨迫切 ,加上 環(huán)保要求的日益嚴(yán)格和消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng) ， 從而對(duì)清潔能源天然氣的需求會(huì)有較快增長(zhǎng) 。 天然氣的地位隨著上升 [1]。 鑒于中國(guó) 政府為解決城市霧霾問題而推動(dòng)使用更清潔的能源，國(guó)際能源署（ IEA）發(fā)布年度中期天然氣市場(chǎng)報(bào)告預(yù)計(jì)，到 2019 年，中國(guó)天然氣需求將增至 3150 億立方米，比 2020 年需求量增長(zhǎng) 90%。今年中國(guó)官方預(yù)計(jì)到 2020 年天然氣年消耗 4200 億立方米。下圖可見， 2020 年以來，中國(guó)天然氣需求增長(zhǎng)六倍多。 天然氣使用量的急劇增加，推動(dòng)了 天然氣工業(yè)的發(fā)展 ， 管網(wǎng)設(shè)施 是天然氣發(fā)展的基本條件之一 ,也是國(guó)家現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 因此 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施大力建設(shè)迅速發(fā)展，成為了城市生存和發(fā)展的必要保障和 國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施 。 天 然氣管道是連接上游資源和下游用戶的紐帶 ,是天然氣運(yùn)輸和消費(fèi)的必備手段。 2020 年已完成基本骨干管道（約 4000 km） 的 西氣東輸 工程 ，配套建設(shè)支干線和區(qū)域性管道 11000～ 17000km，形成基本覆蓋長(zhǎng)江三角洲地區(qū)及華東、華北、中部地區(qū)的天然氣管網(wǎng)。 天然氣長(zhǎng)輸管道的腐蝕與防護(hù)措施 3 目前輸氣管道使用最多的是鋼管 ,包括無縫管、直縫管等 , 敷設(shè)方式一般為埋地。有實(shí)驗(yàn)表明 ,埋地鋼管若不加防腐 ,一年即可能腐蝕穿孔 ,而若采取合理的防腐措施 ,使用壽命可達(dá) 25 年以上。 天然氣管道從油氣供應(yīng)點(diǎn)到油氣使用場(chǎng)所，經(jīng)過各種各樣復(fù)雜的地形，管道所處環(huán)境千變?nèi)f化， 輸 送介質(zhì)中往往含有 H2S、 CO2 等酸性腐蝕介質(zhì)，它們?nèi)苡诠艿乐械乃纬伤?，與管道內(nèi)壁發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)管道外壁與土壤還可能發(fā)生土壤腐蝕 。 腐蝕會(huì)造成天然氣井 套的斷裂、集輸管線爆破等 管線故障 。它的 發(fā)生將嚴(yán)重制約天然氣集輸能力的提高 , 導(dǎo)致維修改造費(fèi)用增大。另外由于天然氣具有易燃、易爆等特性 , 一旦管道泄漏很可能引起火災(zāi)爆炸事故 ， 這給輸氣管道的安全運(yùn)行造成威脅，一旦發(fā)生腐蝕穿孔還將產(chǎn)生巨大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，例如： 據(jù)調(diào)查 , 天津燃?xì)夤芫€ 38 公里，近十年來，管線多次被腐蝕穿孔已更換 6 公里。按管道投產(chǎn)時(shí)間與壁厚資料 計(jì)算，穿孔年限 517 年，腐蝕速度 毫米 /年 。 我國(guó)東部九 個(gè)油氣田各類管道因腐蝕穿孔達(dá) 2 萬次 /年 , 更換管道數(shù)量達(dá) 400km/年 , 因腐蝕造成的年直接經(jīng)濟(jì)損失約為數(shù)億元 ； 1971 年 5 月 20 日深夜，我國(guó)四川威成輸氣管道的越溪段，正常運(yùn)行中管線突然爆管，該管道為 Φ630mm8mm，工作壓力為 ，爆炸中，氣流將管子沿焊縫平行方向撕裂，重達(dá) 201Kg 的管子碎片飛出 151m遠(yuǎn)，氣流沖斷 10m外的輸電線導(dǎo)致起火，使 50m以外的兩棟宿舍著火，傷 26 人，死亡 4 人，停輸兩天，搶修后換上新管段，運(yùn)行 7 個(gè)多月后， 1972 年 1 月 13 日，同一部位第二次爆管，經(jīng)查明以上兩次爆管均有嚴(yán)重的內(nèi)腐蝕引起，腐蝕速度達(dá)到了 ，這是由于投產(chǎn)一年后，沿線接入了含 H2S 天然氣； 1995 年 7 月 29 日，橫貫加拿大管道公司的一條 1067mm天然氣管道在 Rapid 市附近破裂起火， 50 多分鐘后據(jù)爆破口7m遠(yuǎn)的另一條 914mm氣管也爆裂著火，兩條管道分別停輸了 15 天、 4 天，后來查明第一條管道是外部腐蝕裂紋引起的延性斷裂，后一事故是因火災(zāi)沒有及時(shí)撲滅引發(fā)的次生災(zāi)害； 2020 年 8 月，美國(guó)新墨西哥州卡爾斯巴市 El Paso 公司的一條天然氣管線突然爆炸，造成 12 人死亡。事故調(diào)查報(bào)告顯示，造成此次爆炸的直接原因是管線內(nèi)壁長(zhǎng)期受到腐蝕，管壁變薄所致，因此對(duì)天然氣管道進(jìn)行防腐蝕保護(hù)是很有必要 的。 天然氣長(zhǎng)輸管道的腐蝕與防護(hù)措施 4 2 天然氣管道的腐蝕特點(diǎn) 長(zhǎng)輸天然氣管道在運(yùn)行中與輸送介質(zhì)發(fā)生內(nèi)腐蝕，同時(shí)外壁與土壤大氣分別發(fā)生土壤腐蝕和大氣腐蝕 。 天然氣管道腐蝕的破壞形態(tài)包括全面腐蝕和局部腐蝕 , 全面腐蝕是一種常見的腐蝕形態(tài) , 包括均勻全面腐蝕和不 均勻全面腐 蝕。局部腐蝕又可以分為點(diǎn)腐蝕（孔蝕）、縫隙腐蝕和疲勞腐蝕等。 因?yàn)楦g類型不同對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施也不一樣。 天 然氣管道的內(nèi)腐蝕 內(nèi)壁腐蝕是由于天然氣中殘存的水分、和、等酸性氣體造成的類似原電池的電化學(xué)反應(yīng)和破壞金屬晶格的化學(xué)反應(yīng)。這兩種反應(yīng)都造成管壁疏松、脫落以致穿孔 ,不能再承受壓力和輸送天然氣。 金屬的電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與導(dǎo)電離子的介質(zhì)因發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞，任何一種按電化學(xué)機(jī)理進(jìn)行的腐蝕反應(yīng)至少包含一個(gè)陽極反應(yīng)和一個(gè)陰極反應(yīng)，并以流過金屬內(nèi)部的電子流和介質(zhì)中的離子流聯(lián)系在一起。陽極反應(yīng)是金屬離子從金屬轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中和放出電子的過程，即陽極氧化過程。相對(duì)應(yīng)的陰極反應(yīng)便是介質(zhì)中氧化劑組分吸收來自陽極的電子的 還原過程。天然氣管道輸送的介質(zhì)中含有H2S、 CO2 溶于水，生成酸，碳鋼在酸中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)腐蝕，在陽極區(qū)鐵被氧化為Fe2+離子，所放出的電子自陽極（ Fe）流至鋼中的陰極（ Fe3C）上被 H+吸收而被還原成氫氣，即 陽極氧化反應(yīng)： Fe → Fe2+ + 2e 陰極還原反應(yīng)： 2H + 2e → H2↑ 總的反應(yīng)： Fe + 2H+ → Fe2+ + H2↑ 天然氣管道的外腐蝕 土壤腐蝕 運(yùn)輸管道的排放，大多數(shù)在土壤之中。而天然氣在開采和輸送中大量地應(yīng)用了鋼質(zhì)管道 , 一般埋地鋼質(zhì)管道在土壤作用下常 發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕穿孔 , 造成油氣的跑、冒、天然氣長(zhǎng)輸管道的腐蝕與防護(hù)措施 5 滴、漏。不但造成經(jīng)濟(jì)損失 , 而且可以引起爆炸、起火、污染環(huán)境等。正確地評(píng)價(jià)土壤的腐蝕性 , 對(duì)正確地選擇防腐措施有著十分重要的意義。 土壤腐蝕特點(diǎn) 由于土壤具有多相性和不均勻性 , 并且具有很多微孔可以滲透水及氣體 , 因此不同土壤具有不同的腐蝕性 , 又由于土壤具有相對(duì)的穩(wěn)定性 , 使得土壤腐蝕和其他電化學(xué)腐蝕過程不同。在土壤中 , 氧的傳遞通過土壤孔隙輸送 , 其傳送速度取決于土壤的結(jié)構(gòu)和濕度