天然气集输场站工艺管道腐蚀检测研究伍丞

天然气集输场站工艺管道腐蚀检测研究伍丞

伍丞

长庆油田分公司第一采气厂陕西西安710021

摘要：随着天然气生产规模的不断扩大，亟待需要出现科学、便捷的工艺管道腐蚀检测技术来为天然气集输场站的工艺管道腐蚀检测提供了新的方法，从而实现对工艺管道的内腐蚀、外腐蚀及冲刷腐蚀进行的精准评估。本文在对天然气集输场站实地调研的基础上，对集输场站工艺管道腐蚀的内腐蚀、外腐蚀和冲刷腐蚀成因进行研究，并对集输场站工艺管道检测流程和腐蚀检测技术的应用展开了分析，将为天然气集输场站的管道工艺腐蚀控制提供参考。

关键词：管道；腐蚀；天然气；检测

新时期以来，随着我国的经济社会发展增速稳步提升，对天然气的总量需求逐步加大。天然气的安全稳定生产成为重要的能源引擎。而不可忽视的是在天然气的开采中，原料气中的H2S、CO2的含量普遍较高，这就导致管道运行中易产生腐蚀现象。当前，因管道腐蚀所导致非计划性停工的频次在集输场站的日常生产中不断增多。工艺管道设备的腐蚀问题越来越受到天然气生产企业的关注。与此同时，迫于生产压力，天然气集输场站的工艺管道连续运行已日趋常态化，部分工艺管道的超限服役现象开始显现。管道防腐压力随着天然气开采和储运的不断深入而持续上升。亟待需要出现科学、便捷的工艺管道腐蚀检测技术来为天然气集输场站的工艺管道腐蚀检测提供了新的思路，从而能够准确地对工艺管道的内腐蚀、外腐蚀及冲刷腐蚀进行定量评估，从而推动在新时期发展背景下天然气集输场站工艺管道管理的良性发展。

1.天然气集输场站工艺管道腐蚀的成因分析

在集输场站的腐蚀类型主要有三种，即内腐蚀、外腐蚀和冲刷腐蚀。其中，对于集输场站的管道内腐蚀而言，因原料气中通常所含有的酸性物质会诱发电化学反应，从而对管道内壁造成腐蚀。以H2S为例，干燥的H2S并不具有腐蚀破坏作用，但H2S溶于水后，立即电离而呈现酸性，则具有很高的腐蚀性。在这一反应过程中，H2S电离所产生的H+是强去极化剂，容易导致阳极溶解反应而造成管材的腐蚀。腐蚀作用发生后产生的FeS与管材的粘结力变弱时，FeS则会脱落且被氧化，会在一定程度上加速管材的腐蚀进程。同样，干燥的CO2本身也不具有腐蚀性，而当其溶于水后合成碳酸，进而产生电化学反应。一般而言，工艺管道化学反应的速度与管道介质温度和环境温度有着较大的关联；天然气集输场站工艺管道的外腐蚀主要是由于部分架空管道和埋地管道受外界环境因素影响所致。架空所接触的空气环境和埋地管道所接触的地层环境中的诸多因素都会成为这一现象的隐性诱因。如大气中的成分、温度和湿度，土壤中的电阻值、pH值、微生物、杂散电流等。一般而言，当大气湿度超过60%时，腐蚀的能力最强，当大气的湿度低于50%时，腐蚀的作用最小。天然气集输场站工艺管道的冲刷腐蚀中，冲击角和速度是腐蚀作用大小的主要内因。同时，流体的物理性质、颗粒的大小及冲刷时的环境温度和冲刷时间也会在一定程度上对冲刷腐蚀的效果产生影响。相关数据显示，当冲刷角为30时，其冲刷腐蚀的作用最大。在这一进程中，降低流速将能够有效减灭对天然气工艺管道的腐蚀作用。

2.天然气集输场站工艺管道检测流程

天然气企业通过对管道腐蚀成因的分析，在此基础之上与DIMP（最终输配完整性管理方案规则）相结合，可以有效地对天然气工艺管道的重点监测部位展开检测作业。在对管线宏观检测的基础上，对管道失效模式展开分析，对内腐蚀和冲刷腐蚀可以辅以历史失效数据实现对重点部分检测的同时，通过多相流软件的模拟对工艺管道的腐蚀部位进行预测，进而对腐蚀点进行确定，而后通过导波检测、超声扫描，最后出具报告。而对于天然气的外腐蚀而言，其检测流程分为两大部分，其一对于架空管道：由目视检测→导波检测→超声波测厚→出具报告；其二对于埋地管道：由防腐层检测和土壤酸性检测→开挖验证→导波检测→超声波测厚→出具报告。

3.天然气集输场站工艺管道腐蚀检测技术的应用

3.1集输场站工艺管道内腐蚀、冲刷腐蚀检测

在对工艺管道的内腐蚀、冲刷腐蚀检测的检查中，应充分利用多相流模拟软件进行。在这一过程中应充分地将管线运行的温度、压力、含砂水量等物理参数导入，并有软件建模运算，可以较为精准地得到内腐蚀速率和临界流速。同时应根据模拟分析所得到的内腐蚀速率和临界流速对管道内腐蚀的成因进行分析，在这一过程中，应首先选择内腐蚀速率和冲刷腐蚀程度大的工艺管道进行内腐蚀检测。

3.2集输场站工艺管道外腐蚀检测

在管线腐蚀检测的实践中，因架空管线和埋地管线的检测难度大，效果差，对其检测的手段和方式多缺乏有效地针对性。因此在天然气集输场站工艺管道外腐蚀检测中，应以集输场站的管道腐蚀检测流程为基础，对架空管线进行宏观的目检，对埋地管线的土壤腐蚀性破损点进行检查，从而确定架空管线和埋地管线的外涂层下降位置，进而对工艺管线的腐蚀状况和腐蚀量作出评估，进而有效地控制腐蚀失效，确保工艺管线的运行安全。

综上所述，工艺管道腐蚀检测是天然气集输场站管理能力提升的重要手段，其检测效能将直接决定天然气集输场站生产管理和安全管理的成效。在对天然气集输气场站腐蚀原因分析的基础上、做好重点部位的腐蚀检测，建立起完善的工艺管道腐蚀检测流程，实现对工艺管线的快速、精准检测。而这一能力的提升是长效的系统建设过程，其检测体系建设中的流程完善、设备更新、人才效应都将有力地助推天然气工艺管线防腐检测能力的提升，进而使得天然气工艺管线防腐检测能力真正成为天然气集输场站的生产的安全保障。

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