天然氣管道腐蝕監測

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最長且介質最復雜的天然氣管網系統[1]。一旦天然氣管道發生腐蝕，則會對管道系統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濟損失。鑒于此，本課題對“天然氣管道腐蝕監測”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境、基于管道內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.埋地管道環境

土壤里所存在的硫化物會和金屬的氫膜發生反應，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。但是，因為高氣液比所存在的客觀實際，使管道內流型主要呈現出了兩種狀態：其一位環狀流；其二為層流。其中，基于環狀流，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，會有層流現象出現，其特點為氣相的運動發生于管道上部，而液相的運動發生于下部。另外，經研究表明：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，流動介質的溫度與壓力的降低會讓水蒸氣在冷凝的狀態下變成液態水，液態水、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，在溫度升高的狀態下，會使酸和管道之間的反應速率加快，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，會讓酸性物質的活性增強，進而提升酸性物質和金屬之間的反應能力，最終致使管道腐蝕。

二、天然氣管道腐蝕監測方法探究

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

1.天然氣管道腐蝕監測對象及運行現狀調研

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

另一方面，由于管道運行現狀為基于檢測設備的檢測提供了幫助，所以對其調研具有實質性意義，其現狀調研主要內容有：（1）壓力、溫度以及流量等方面的運行參數[2]。（2）管內所存在的介質。（3）管道腐蝕的產物。（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.管道外腐蝕監測技術

對于天然氣管道外腐蝕監測技術，可歸分為兩種：其一是，由管到地的電位測量；其二是，管內電流測量。由管到地的電位測量技術主要有Person檢測法與直流電壓梯度法等。管內電流測量主要有電流梯度分布法與分段管內電流比較法等。整體分析，兩種方法均能夠在非開挖狀態下實施檢測工序[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據。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.管道內腐蝕監測技術

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

（1）采用漏磁通法能夠對天然氣管道內、外腐蝕的缺陷進行檢測，但是在應用該方法時，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。此技術的測量精度和壁厚是成反比的，且管道壁厚應該比12毫米小。

（2）采用超聲波檢測法能夠對存在缺陷的管道的壁厚進行測量，在測量過程中主要是對脈沖發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壁和管外壁的反射波，進而再根據計算結果獲得管壁厚度。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，且還可以對管道內外壁的腐蝕情況與變形情況進行有效辨識。

結語

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：埋地管道所處的環境、基于管道內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測之前，第一步需務實天然氣管道腐蝕的監測對象，并對運行現狀進行調研。最后，在管道外腐蝕監測與管道內腐蝕監測上加大力度，使天然氣管道腐蝕監測更具實效性與科學性，進而為油氣企業帶來可觀的經濟效益，并為油氣企業的穩健發展奠定堅實的基礎。

[1]范開峰.王衛強.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.王霞.黃雪萍.韓東興.高亮天然氣積液管道腐蝕監測方法研究[J].石油化工應用,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[J].石油化工安全環保技術,2013,08,20.