摘 要

天然气运输的过程中，由于所处的土壤环境复杂，所传输的物质具有腐蚀性，并且对管道的内外壁都有可能受到一定的腐蚀，对管道产生极大的破坏。为了研究天然气长输过程中的腐蚀问题，本文针对涩宁兰天然气长输管道防腐进行设计。文章主要涉及天然气长输管道的管道失效机理，防腐保护系统设计，阴极保护的设计，以及内壁防腐方法的探讨这四个内容。防腐保护系统采用三层PE保护层对管道进行外防腐，在阴极保护设计中根据土壤电阻率选择了强制电流法并根据强制电流法设计规范进行保护设计计算。在关于内壁防腐的方法探讨中，提出了两种方法：缓蚀剂保护和内涂层保护，并列出它们的优缺点。

关键词：天然气长输管道防腐；外防腐；阴极保护：强制电流法 ；内壁防腐

Abstract

Natural gas transport process, due to the complex soil environment, the transmission of material is corrosive, and the pipeline inside and outside the wall are likely to be subject to certain corrosion, the pipeline has a great damage. In order to study the corrosion problem of natural gas long-distance process, this paper designed the anti-corrosion of Siberian natural gas pipeline. The article mainly deals with the pipeline failure mechanism of natural gas pipeline, the design of anti - corrosion protection system, the design of cathodic protection, and the discussion on the anti - corrosion method of inner wall. The anti-corrosion protection system adopts three-layer PE protective layer to carry out external corrosion protection of the pipeline. In the cathodic protection design, the forced current method is selected according to the soil resistivity and the protection design is calculated according to the design rule of the forced current method. In the discussion on the method of inner wall anticorrosion, two methods are proposed: corrosion inhibitor protection and inner coating protection, and their advantages and disadvantages are listed.

Key words: natural gas long-distance pipeline anticorrosion; external anticorrosive; cathodic protection: forced current method; inner wall corrosion

目 录

第一章 绪论 1

1.1课题的研究背景（国内外现状） 1

1.2长输管道防腐研究目的和意义 1

第二章 涩宁兰简介及失效机理分析 3

2.1线路简介 3

2.2腐蚀的类型及机理 3

2.2.1管道腐蚀的类型 4

2.3腐蚀机理 4

2.4管道腐蚀的影响因素 4

2.4.1外界条件影响 5

2.5防腐失效的影响 5

第三章 防腐系统保护设计和内壁防腐 6

3.1 管道的防护措施 6

3.2管道外防腐 6

3.2.1防腐涂层的选择 6

3.2.2管道外防腐层种类 6

3.3管道内防腐 8

3.3.1缓蚀剂保护 8

3.3.2内涂层保护 9

3.4阴极保护 11

3.4.1阴极保护种类 12

3.4.2两种方法的比较 13

第四章 天然气长输管道阴极保护体统设计 14

4.1强制电流法相关计算 14

4.2常见阳极的选择 17

4.3工程设计 20

4.3.1参比电极 20

4.3.2阳极埋设方式要求 20

4.3.3阳极地床填充料的要求 20

4.3.4强制电流阴极保护对电源设备要求： 20

4.3.5阴极保护的安全问题 20

结论 20

参考文献 21

致 谢 22

第一章 绪论

1.1课题的研究背景（国内外现状）

在天然气运输的过程中，由于所处的土壤环境复杂，所传输的物质具有腐蚀性，并且对管道的内外壁都有可能受到一定的腐蚀，当输送管道受到腐蚀就会导致穿孔情况出现，这样不仅会导致天然气和石油发生泄漏，使得传输中断，造成一定的环境污染，而且还会发生火灾，对附近的环境造成严重的危害。在我国天然气管道铺设长度较长，通过地形较 为复杂的不利背景下，加强长输管道的防腐工作就显得尤为重要。采用相关的防护措施和防护技术能够有效的延长管道被腐蚀而损坏的时间，确保天然气长输管道运行的有效性。国内油气管道防腐技术主要以防腐层加阴极保护为主,防腐层直接决定管道使用寿命与年限。国内防腐技术的应用从沥青类防腐层、石油沥青防腐层、环氧粉末等防腐材料等经历了几十年发展,到现在国内各种防腐层百花齐放,目前主流应用以熔结环氧粉末(FBE)和三层聚乙烯(三层PE)为主。随着国内防腐技术的不断进步,内部储运管道防腐层材料主要以熔结环氧粉末、三层聚乙烯为主,主要管道则增加了少量的煤焦油瓷漆,非主要管道仍以石油沥青材料为主,还有少部分使用环氧煤沥青和胶带等材料。就目前来看,熔结环氧粉末、三层聚乙烯是目前应用最广且防腐效果最好的材料之一。在国外，20世纪50年代以前，石油沥青和煤焦油沥青作为被当作外防腐的材料，在预防或在施工过程中进行涂抹。60年代，一些性能更加优秀的塑料防腐材料被研究出来，例如热塑涂层，粉末融结涂层。70年代，由于更多复杂环境管道的施工原因，对防腐层的性能作出了更高的要求，具有更稳定性能的复合型材料被应用。防腐层开始具有了各种良好的物理性能和化学性能，从而达到防腐、绝缘、保温等各种作用。20世纪80年代三层PE在欧洲研制成功并使用。它是将FBE的良好的防腐蚀性能、粘结性、高抗阴极剥离性和聚烯烃材料的高抗渗性、良好的机械性能和抗土壤应力等性能综合起来的防腐蚀结构。因其优良的特性，在很多工程上都得到了广泛的应用，尤其是在欧洲。20世纪90年代，涂料产品结构发生了根本变化，改变方向以节省资源、无污染、经济高效为原则，因此发明了聚氨酯沥青新型防腐材料。

1.2长输管道防腐研究目的和意义