【正文】 形成基本覆蓋長江三角洲地區(qū)及華東、華北、中部地區(qū)的天然氣管網(wǎng)。下圖可見， 2020 年以來，中國天然氣需求增長六倍多。 隨著我國國民經(jīng)濟較快發(fā)展 ， 改善能源結(jié)構(gòu)的要求日趨迫切 ,加上 環(huán)保要求的日益嚴格和消費者環(huán)保意識的增強 ， 從而對清潔能源天然氣的需求會有較快增長 。例如飛機，艦船，鍋爐等，其造價遠超過原材料的價格，至于因腐蝕所造成的間接損失，有時是難以統(tǒng)計的，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，英國在 1969 年發(fā)表了著名的“赫爾（ Hoar）報告”估計每年最少損失 億英鎊。五十年代前腐蝕的定義只局限于金屬的腐蝕，它是指金屬在別的介質(zhì)（最常見的液體和氣體）作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化或物理溶解而產(chǎn)生的破壞，這個定義明確指出了金屬腐蝕是包括金屬材料和環(huán)境介質(zhì)兩種在內(nèi)的一個具有反應(yīng)作用的體系，金屬要發(fā)生腐蝕必須有外部介質(zhì)的作用，而且這種作用是發(fā)生在金屬與介質(zhì)的相界上，它不包括因單純機械作用引起的金屬磨損破壞 。摘要 I 天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 摘要 天然氣使用量的急劇增加，而 管網(wǎng)設(shè)施 是天然氣發(fā)展的基本條件之一 ,也是國家現(xiàn)代化的重要標志，特別是 城市燃氣管網(wǎng)設(shè)施的建設(shè)，它是一個城市生存和發(fā)展的必要保障和 國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施。 隨著非金屬材料（ 特別是合成材料）的迅速發(fā)展，它的破壞引起了人們的重視，從五十年代以后，許多權(quán)威的腐蝕 學(xué)者或者研究機構(gòu)傾向于把腐蝕的定義擴大到所有材料， 即材 料腐蝕是指材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用（包括電化學(xué)作用）而破壞的現(xiàn)象。據(jù)美國國 家標準局（ NBS）調(diào)查， 1975 年美國因腐蝕而損失竟高達 700 億美元，我國雖然至今還沒有完整的統(tǒng)計數(shù)字，但嫵媚的事例清天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 2 楚表明，各行業(yè)均普遍存在金屬腐蝕的問題 。 天然氣的地位隨著上升 [1]。 天然氣使用量的急劇增加，推動了 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 ,也是國家現(xiàn)代化的重要標志。 天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 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。它的 發(fā)生將嚴重制約天然氣集輸能力的提高 , 導(dǎo)致維修改造費用增大。事故調(diào)查報告顯示，造成此次爆炸的直接原因是管線內(nèi)壁長期受到腐蝕，管壁變薄所致，因此對天然氣管道進行防腐蝕保護是很有必要 的。 因為腐蝕類型不同對應(yīng)的防護措施也不一樣。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。不但造成經(jīng)濟損失 , 而且可以引起爆炸、起火、污染環(huán)境等。在土壤中除具有可能生成 的多相組織不均性有關(guān)的腐蝕微電池外 , 還會因土壤介質(zhì)的宏觀差別而造成宏腐蝕電池 [2]。 土壤腐蝕的影響因素 (1) 土壤性質(zhì) ： 土壤的固體顆粒含有砂子，灰，泥渣和植物腐爛后形成的腐殖土，土壤有各種不同的形狀：粒狀，塊狀，和片狀，事實上，多數(shù)土壤是無機的和有機的膠質(zhì)混 合顆粒的集合，在這個集合體中還具有許多彎彎曲曲的微孔（毛細管），土壤中的水分和空氣可以通過這些微孔到達土壤的深處，并且土壤還具有生物學(xué)的活性。 厘米，而潮濕含鹽的土壤，電阻率能低于 500 歐姆 (e) pH 值的影響： 大多數(shù)土壤是中性的， pH 值在 67，有的土壤是堿性的，如堿性的砂質(zhì)粘土和鹽堿土， PH 值在 ，也有一些土壤是酸性的，如腐植土和沼澤土， pH 值在 36。當土壤中含 CaCO3 時 , 其腐蝕速率隨CaCO3 含量的增加而降低。根據(jù)腐蝕干擾源的不同 , 可分為直流干擾和交流干擾。必須注意的是：如果僅僅是微電池作用引起的腐蝕其結(jié)論則與上述情況完全相反，在粘土中，由于氧進入較為困難，氧去極化過程較難，所以腐蝕也就較慢，而在土壤中，氧容易滲入，氧去極化過程容易，所以腐蝕就較快。 （ 2） 硫酸鹽還原菌（厭氧菌） 如果土壤中非常缺氧，而且又不存在氧濃差電池及雜散電流等腐蝕 大電池時，腐蝕過程是很難進行的，天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 8 但是，對于含有硫酸鹽的土壤，如果有硫酸鹽還原菌存在，腐蝕不但能順利進行，而且更加嚴重，主要是由于生物的催化作用，使腐蝕過程的陰極去極化反應(yīng)得以進行，從而大大加速了腐蝕。通常所說的大氣腐蝕 , 就是指金屬材料在常溫下潮濕空氣中的腐蝕。 (2)潮濕的大氣腐蝕。若大氣中有酸性污染物 CO H2S、 SO 2 等 , 腐蝕顯著加快。 天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 9 大氣 腐蝕的影響因素 (1)水的影響。 (2) SO2 的影響。 天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 10 內(nèi)腐蝕 防護 內(nèi) 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)。目前我國已開發(fā)了鋼管內(nèi)表面環(huán)氧樹脂靜電粉末噴涂技術(shù)及成套設(shè)備。 (2)鈍化緩釋作用：借助涂料中的防銹顏料與金屬表面反應(yīng)，使其鈍化或生成保護性的物質(zhì)以提高涂層的保護作用，另外，許多油料在金屬皂的催化作用下生成降解天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 11 產(chǎn)物也能起到有機緩蝕劑的作用 。 目前國內(nèi)外適用于長輸管道的防腐蝕涂層主要有煤焦油瓷漆、 PE 二層結(jié)構(gòu)、 PE三層結(jié)構(gòu)、熔結(jié)環(huán)氧粉末 (FBE)、雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末 (雙層 FBE)覆蓋層等。我國已研制出達到國際標準的煤焦油瓷漆產(chǎn)品 ,分 3 種型號 ,以適應(yīng)不同的溫度需要。國外采用聚乙烯防腐蝕有 40 多年歷史 ,目前仍有一定的使用量 ,其中 ,在中小管徑上的用量占第一位 ,中等管徑應(yīng)用上僅次于熔結(jié)環(huán)氧粉末。 PE 三層結(jié)構(gòu)防腐蝕層從 1995 年在庫 鄯線、陜京線應(yīng)用以來 ,防蝕效果很好。 (4) 熔結(jié)環(huán)氧粉末 (FBE)具有與鋼管表面結(jié)合牢固、絕緣性能好、機械強度高、耐溫度變化、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點 ,可適用于各種惡劣自然環(huán)境。價格約在 65～ 70 元 / m2。如果用被腐蝕金屬的質(zhì)量來表示 腐蝕速度 ,則有下列關(guān)系： W=I T K 天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 13 式中： W 一 被腐蝕金屬損失的質(zhì)量 ,g I 一 腐蝕電流強度 ,A T 一 時間 ,s K 一 電化學(xué)當量 上述因素都會影響到腐蝕電流 ,其中 ,土壤電阻率是反映土壤腐蝕性的主要指標 ,土壤電阻率越小 ,形成腐蝕電池的電流強度越大 ,腐蝕速度則越大 ,反之亦然。它分三個等級見下表 ,可根據(jù)不同的要求進行選擇。 犧牲陽極保護方法的主要特點是： (1)不需要外加直流電源，適用于無電源地區(qū)和小規(guī)模、分散的保護對象； (2)驅(qū)動電壓低，輸出功率低，保護電流小且不可調(diào)節(jié)，陽極有效保護距離小，使用范圍受介質(zhì)電阻率的限制，但保護電流的利用率較高，一般不會造成過保護，對鄰近金屬設(shè)施干擾?。? (3)陽極數(shù)量較多，電流分布 比較均勻，但陽極重量大，會增加結(jié)構(gòu)重量，且陰天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 14 極保護的時間受犧牲陽極壽命的限制； (4)系統(tǒng)牢固可靠，施工技術(shù)簡單，單次投資費用低，不需要專人管理。 陰極保護 的參數(shù)