天然氣管道腐蝕監(jiān)測

劉斌（京普斯維斯防腐科技有限公司 100102）

塔里木油田擁有國內(nèi)最長且介質(zhì)最復雜的天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)[1]。一旦天然氣管道發(fā)生腐蝕，則會對管道系統(tǒng)的可靠性與使用年限造成嚴重威脅。特別是基于天然氣管道當中的穿孔，既會引起油氣泄漏，又加大了維護難度，進而造成了嚴重的經(jīng)濟損失。鑒于此，本課題對“天然氣管道腐蝕監(jiān)測”進行分析與探究具有尤為深遠的重要意義。

一、天然氣管道腐蝕機理分析

在實施天然氣管道腐蝕監(jiān)測之前，需充分了解天然氣管道的腐蝕機理。下面筆者主要從埋地管道環(huán)境、基于管道內(nèi)的游離水和高氣相流速以及氣體組成和溫壓三大方面對其腐蝕機理進行分析。

1.埋地管道環(huán)境

土壤里所存在的硫化物會和金屬的氫膜發(fā)生反應(yīng)，氫膜遭遇損耗，進而使管道受到腐蝕。硫化物腐蝕主要是受到土壤自身的溫度及酸堿度的控制，并且當土壤溫度在25攝氏度至30攝氏度之間、酸堿度在5至9之間，其腐蝕程度最嚴重。

2.基于管道內(nèi)的游離水和高氣相流速

基于天然氣管道當中的飽和天然氣，受到壓力降的作用，則會有自由液相出現(xiàn)。但是，因為高氣液比所存在的客觀實際，使管道內(nèi)流型主要呈現(xiàn)出了兩種狀態(tài)：其一位環(huán)狀流；其二為層流。其中，基于環(huán)狀流，液體是作為液膜的形式往管壁進行涂覆的，氣體對小液滴進行卷吸，且運動向前。但在氣液比比較低的狀況下，會有層流現(xiàn)象出現(xiàn)，其特點為氣相的運動發(fā)生于管道上部，而液相的運動發(fā)生于下部。另外，經(jīng)研究表明：氣體流速和腐蝕速率是成正比的，這是因為在氣體流速增加的情況下，沖蝕能力也隨著增加。

3.氣體組成和溫壓

首先，在流管中，流動介質(zhì)的溫度與壓力的降低會讓水蒸氣在冷凝的狀態(tài)下變成液態(tài)水，液態(tài)水、二氧化碳及二氧化硫形成碳酸與亞硫酸等，進而使得管道遭遇嚴重腐蝕。其次，在溫度升高的狀態(tài)下，會使酸和管道之間的反應(yīng)速率加快，同時也使土壤硫化物對管外壁的腐蝕速率加快。由此可見，溫度也可使管道遭遇嚴重腐蝕。最后，隨著壓力的增大，會讓酸性物質(zhì)的活性增強，進而提升酸性物質(zhì)和金屬之間的反應(yīng)能力，最終致使管道腐蝕。

二、天然氣管道腐蝕監(jiān)測方法探究

在實施天然氣管道腐蝕監(jiān)測時，需充分重視其監(jiān)測方法，其主要的監(jiān)測方法有兩種：其一是管道外腐蝕監(jiān)測，其二是管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測。

1.天然氣管道腐蝕監(jiān)測對象及運行現(xiàn)狀調(diào)研

一方面，需要確定和懸著管道監(jiān)測及評價隊伍，其主要的監(jiān)測對象有：（1）管道監(jiān)測評價、質(zhì)量管理體系及施工安全等方面的資質(zhì)認證。（2）設(shè)備在配置方面的狀況。（3）基于管道監(jiān)測評價中的業(yè)績。

另一方面，由于管道運行現(xiàn)狀為基于檢測設(shè)備的檢測提供了幫助，所以對其調(diào)研具有實質(zhì)性意義，其現(xiàn)狀調(diào)研主要內(nèi)容有：（1）壓力、溫度以及流量等方面的運行參數(shù)[2]。（2）管內(nèi)所存在的介質(zhì)。（3）管道腐蝕的產(chǎn)物。（4）陰極的保護效果，例如：自然電位分布及變化、絕緣法蘭性能等。

2.管道外腐蝕監(jiān)測技術(shù)

對于天然氣管道外腐蝕監(jiān)測技術(shù)，可歸分為兩種：其一是，由管到地的電位測量；其二是，管內(nèi)電流測量。由管到地的電位測量技術(shù)主要有Person檢測法與直流電壓梯度法等。管內(nèi)電流測量主要有電流梯度分布法與分段管內(nèi)電流比較法等。整體分析，兩種方法均能夠在非開挖狀態(tài)下實施檢測工序[3]。但是，在檢測過程中，需要檢測人員進行仔細測量與分析，這樣才可獲取可靠且真實的檢測數(shù)據(jù)。比如：在采用直流電壓梯度法檢測的情況下，便需要了解管道的主要走向。

3.管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測技術(shù)

無論是國內(nèi)還是國外，普遍采用的關(guān)于天然氣管道內(nèi)腐蝕的監(jiān)測方法主要有兩種：其一是，漏磁通法；其二是，超聲波檢測法。

（1）采用漏磁通法能夠?qū)μ烊粴夤艿纼?nèi)、外腐蝕的缺陷進行檢測，但是在應(yīng)用該方法時，需要對其檢測速度進行有效控制，合理的檢測速度能夠使檢測精度得到有效保證。此技術(shù)的測量精度和壁厚是成反比的，且管道壁厚應(yīng)該比12毫米小。

（2）采用超聲波檢測法能夠?qū)Υ嬖谌毕莸墓艿赖谋诤襁M行測量，在測量過程中主要是對脈沖發(fā)射時間間隔進行充分利用。在檢測過程中，需充分注意的是，探頭需依次接收由管內(nèi)壁和管外壁的反射波，進而再根據(jù)計算結(jié)果獲得管壁厚度。此種檢測方法對于管道材料與壁厚的敏感程度是非常低的，且還可以對管道內(nèi)外壁的腐蝕情況與變形情況進行有效辨識。

結(jié)語

通過本課題的分析與探究，認識到在對天然氣管道腐蝕狀況進行監(jiān)測時，首先便需要充分了解天然氣管道的腐蝕機理，例如：埋地管道所處的環(huán)境、基于管道內(nèi)的游離水和高氣相流速、氣體組成、溫度以及壓力等，這一系列因素均會對天然氣管道造成嚴重腐蝕。進而在對天然氣管道進行腐蝕監(jiān)測之前，第一步需務(wù)實天然氣管道腐蝕的監(jiān)測對象，并對運行現(xiàn)狀進行調(diào)研。最后，在管道外腐蝕監(jiān)測與管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測上加大力度，使天然氣管道腐蝕監(jiān)測更具實效性與科學性，進而為油氣企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益，并為油氣企業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

[1]范開峰.王衛(wèi)強.孫瑞.金春旭.黃玲.石海濤.萬宇飛天然氣管道腐蝕與防腐分析[J].當代化工,2013,05,28.

[2]劉幫華.馬春穩(wěn).王霞.黃雪萍.韓東興.高亮天然氣積液管道腐蝕監(jiān)測方法研究[J].石油化工應(yīng)用,2011,05,25.

[3]趙景星.席光峰.韓偉.張皓長輸天然氣管道腐蝕檢驗與修復技術(shù)[J].石油化工安全環(huán)保技術(shù),2013,08,20.