摘 要

随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，对于能源尤其是清洁能源的需求不断的增长。管道运输是城市天然气运输的主要方式。因此城市天然气管道的安全高效的运行对于城市的生活、生产等各个方面有着非常重要的意义。城市天然气管道通常埋藏在地下深处，因为管道所处环境的复杂性，以及管道输送介质的本身含有含有水蒸气、H₂S、CO₂、SO₂等腐蚀性杂质，很容易造成管道的腐蚀。在此背景下此次毕业设计选取A城市天然气输送管道为研究对象，通过对A城市天然气输送管道的材料、所处的环境等管道腐蚀影响因素的分析，制定合理的防腐蚀系统方案，从而减缓该城市天然气管道的腐蚀速率，增加天然气管道的使用寿命，最终提高A城市天然气输送管道的运行效益。

此次设计内容共分为四个部分:第一部分主要对天然气管道的腐蚀机理以及A城市天然气管道的腐蚀影响因素进行分析，找到影响A城市天然气管道腐蚀的主要因素。第二部分内容是对管道的内部防腐涂层的材料进行选择和涂层的施工方案设计。第三部分主要是对于天然气管道的阴极保护系统进行设计。第四部分内容探讨了天然气管道的内部防腐蚀方案。根据管道输送物质的性质合理的选用内部防腐涂层材料和缓蚀剂。

关键字：天然气 管道防腐 涂层 阴极保护

ABSTRACT

With the development of our country's economy and the improvement of people's living standard, the demand for energy, especially clean energy, is increasing. Pipeline transportation is the main way of urban natural gas transportation. Therefore, the safe and efficient operation of urban natural gas pipeline is very important to the city's life, production and so on. Urban natural gas pipeline often buried deep in the ground, because of the complexity of the environment of the pipeline, and the pipe conveying medium itself contains water vapor, H2S, CO2, SO2, and corrosive impurity, it is easy to cause the pipeline corrosion. In this context the graduation design and select a city natural gas pipeline as the object of study, through of a city gas pipeline materials, analysis of the factors affecting the environment of pipeline corrosion, and to develop reasonable anti-corrosion system scheme, thereby slowing down the corrosion rate of the urban natural gas pipeline, increase the service life of the natural gas pipeline, ultimately improve the city a natural gas transmission pipeline operation efficiency.

The content of design is divided into four parts the first part mainly on natural gas pipeline corrosion mechanism and a city natural gas pipeline corrosion influence factors were analyzed and find the main factors affecting the city a natural gas pipeline corrosion. The second part is the selection of the internal corrosion protection coating material and the design of the coating. The third part is mainly about the design of cathodic protection system for natural gas pipeline. The fourth part of the content of the natural gas pipeline internal corrosion protection program. According to the characteristics of pipeline material and reasonable selection of internal anticorrosion coating materials and corrosion inhibitor.

Keywords: natural gas pipeline corrosion protection coating cathodic protect

目 录

绪论 1

1.1腐蚀的定义及防腐研究的目的与意义 1

1.2A城市天然气输气管线概况介绍 2

第2章 天然气管道的腐蚀 3

2.1管道腐蚀机理 3

2.1.1化学腐蚀 3

2.1.2电化学腐蚀 3

2.1.2.1电化学腐蚀的基本原理 3

2.1.2.2腐蚀原电池 3

2.1.3物理腐蚀 4

2.2、天然气管道的腐蚀分类 4

2.2.1土壤腐蚀 4

2.2.2大气腐蚀 5

2.2.3杂散电流腐蚀 6

2.2.4微生物腐蚀 7

2.2.5输送物质腐蚀 7

第3章 A城市天然气管道防腐方案设计 9

3.1外防腐方案设计 9

3.2内防腐方案设计 9

3.3此次防腐蚀方案设计 10

第4章 A城市天然气输送管道外防腐涂层的选择 11

4.1 城市天然气输送管道外防腐层的选择原则 11

4.1.1 选用防腐层应该考虑的因素 11

4.1.2几种常见的防腐涂层 11

4.2 A城市天然气输送管道外防腐层的选用 12

4.2.1常用的几种涂层的比较 12

4.2.2A城市天然气管道涂层的选择结果 13

4.3 防腐涂层的施工 14

4.3.1表面处理 14

4.3.2 喷涂 14

4.3.3 涂层的质量检查 14

4.3.4伤口及对接口的修补 15

第5章、A城市天然气管道阴极保护设计 16

5.1 阴极保护设计 16

5.1.1 阴极保护原理 16

5.1.2 阴极保护方法的选择 17

5.1.3阴极保护方法的选用 18

5.2 强制电流法阴极保护系统设计原则 19

5.3.A城市天然气管道阴极保护系统设计 19

5.3.1阴极保护参数选择 19

5.3.2 强制电流法阴极保护管道的计算长度 20

5.3.3 阴极保护站的设置 22

5.3.4管道保护电流的计算 22

5.4 强制电流法阴极保护辅助阳极设计 22

5.4.1 辅助阳极材料的选择 23

5.4.2 辅助阳极的布置 23

5.4.3辅助阳极地床安装及相关要求 24

5.4.4辅助阳极接地电阻 24

5.5强制电流法阴极保护系统的电源设计 26

5.5.1阴极保护法电源设计原则 26

5.5.2常见的电源形式 26

5.5.3强制电流法阴极保护系统的电源功率的计算 26

5.6强制电流法阴极保护设施的安装与施工 27

第6章 A城市天然气管线的内壁防腐探讨 29

6.1天然气管道内部防腐的主要方法 29

6.1.1选用耐蚀金属或者非金属材料 29

6.1.2加注缓蚀剂 29

6.1.3管道的内涂层 30

6.2A城市天然气管道内壁防腐方法探讨 30

6.2.1A城市天然气管道内壁防腐涂层的选择 30

6.2.2A城市天然气管道缓蚀剂选择 31

总结 32

参考文献 33

致谢 34

第一章 绪论

1.1腐蚀的定义及防腐研究的目的与意义

材料在与周围介质接触的过程中，发生物理、化学或电化学反应等而使材料遭受破坏或性能恶化的过程称作腐蚀。从广义的角度来说腐蚀的定义是材料受到环境介质的化学或电化学作用而导致材料功能受到破坏的现象。而从狭义角度来讲腐蚀是指金属与环境介质间的物理-化学相互作用，使金属性能产生变化，导致金属，环境及其构成的系功能受到破坏的现象。

由于物理原因而造成的破坏不叫做腐蚀，而叫做磨损。但是在实际情况下物理磨损和腐蚀通常是伴随发生的，物理磨损更是加速了腐蚀的进程。腐蚀现象非常普遍，但却非常复杂。