Page 77 - 腐蚀与防护2024年第十一期

第45卷 第11期 腐蚀与防护 Vol.45 No.11

2024年11月 CORROSION &PROTECTION November2024

DOI : 10.11973 / fs y fh240382
沿海城镇天然气管道焊接接头腐蚀与防护的研究进展

李娟娟 , 王寒冰 , 齐建涛 , 任增欣 3
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( 1. 河南省特种设备检验技术研究院, 郑州 450000 ; 2. 中国石油大学( 华东) 石大山能新能源学院, 青岛 266580 ;

3. 中国石油辽河石化公司, 盘锦 124010 )
摘 要:管道焊接接头作为天然气输送管道的薄弱环节, 在具有强腐蚀性的沿海土壤环境中更易发

生腐蚀失效现象。综述了我国沿海城镇天然气管道焊接接头的腐蚀因素和主要腐蚀类型, 介绍了目
前主要的管道防护技术, 包括添加缓蚀剂、 防腐蚀涂层、 改善腐蚀环境以及阴极保护等。最后, 结合
目前氢能综合利用需求逐渐提升情况, 分析了混氢天然气管道所面临的焊缝焊接接头氢脆风险, 并
对未来研发阻氢涂层, 保障混氢天然气管道长周期安全服役的关键技术进行了展望。
关键词:沿海城镇; 天然气管道; 腐蚀; 防护; 阻氢涂层

中图分类号: TG174 文献标志码: A 文章编号: 1005-748X ( 2024 ) 11-0069-08

随着我国经济的快速发展, 沿海城市对于天然 最后, 结合目前氢能综合利用需求逐渐提升情况, 分
气能源的需求也进一步加大 [ 1 ] 。但沿海城镇的土壤 析了混氢天然气管道所面临的焊接接头氢脆风险,
环境特殊, 使该地区的天然气运输管道面临更加严 并对未来研发阻氢涂层, 保障混氢天然气管道长周
峻的腐蚀问题。在沿海老城镇地区, 输气管线钢长 期安全服役的关键技术进行了展望。
时间深埋地下, 常伴随着腐蚀现象, 焊接接头腐蚀问
题具有隐蔽性、 突发性, 一旦发生极易造成惨重的事 1 天然气管道焊接接头的腐蚀
故 [ 2-4 ] 。王钰滔等 [ 5 ] 分析了 2009 年到 2019 年间国 1.1 焊接接头的结构
内外天然气管道事故。因材料 / 焊接接头缺陷及腐 天然气管道的焊接接头常分为焊缝区、 热影响
蚀导致的管道失效在管道事故中所占比例较高, 其 区和母材区三个区域。热影响区在焊缝区两侧, 宽

[ 8 ]
中美国占50.5% 、 欧洲占42.4% 、 加拿大占35.3% 、 度为10mm 。接头各区域的差异对于其力学性
中国占14.0% 。新建输气管道常与高压输电线路、 能、 耐腐蚀性能和抗裂性能等方面都会产生影响。
电气化铁路平行或相交, 因此管道受到直流杂散电 其中, 焊缝区是离热源最近的部位, 经历了严酷的高
流或交流杂散电流影响, 引发或加速管道腐蚀 [ 6-7 ] 。 温作用。该处组织为 α单相结构, 树枝状晶体之间
同时, 沿海地区常年受海水侵蚀, 土壤中含有大量的 为胞晶体, 晶粒大小为15~25 μ m 。焊缝区通常存

等酸性物质, 这些因素均会加速埋地管 在明显的凝固结构, 而这种结构对焊缝区的力学性
氯离子、 SO 2
道的腐蚀。 能和耐腐蚀性能均会产生较大的影响。热影响区紧
作者针对沿海地区特殊土壤中天然气管道腐蚀 邻焊缝区, 在焊接过程中经受过多种复杂的热处理,
现状, 介绍了该地区天然气管道焊接接头的腐蚀因 此区域内金属晶粒大小不均, 部分晶粒尺寸超过

素和主要腐蚀类型, 以及目前主要的管道防护技术, 100 μ m 。热影响区内晶粒的不均匀是降低焊接接
包括施加缓蚀剂、 外加物理性隔绝涂层、 改善腐蚀环 头耐腐蚀性能的主要原因。母材区是不经受直接热
境以及阴极保护等。同时, 根据未来混合氢燃料在 处理的部分, 它的显微组织和性能与管道材料一致。
天然气管道中发展趋势, 提出了相应的挑战与展望。 由于管道焊接区域存在显著的组织和成分的不均一
性, 在腐蚀环境中, 极易出现电偶腐蚀、 点蚀、 应力腐
收稿日期: 2024-06-11
蚀开裂等失效。由此可见, 管道焊接接头区域的腐
基金项目: 国家自然科学基金( 51701239 ); 教育部产学研协
同育人项目( BINTECH-KJZX-20220831-35 ); 中国石油大学 蚀和防护是保障管道长周期安全使役的关键。
1.2 影响因素
( 华东) 大学生创新训练项目( 202207057 )
通信作者: 李娟娟( 1978- ), 高级工程师, 硕士, 主要从事特 1.2.1 介质因素
天然气管道内输送的介质是影响管道内腐蚀的
种设备研究, 17864217500 , 54984187@ qq .com
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