在役輸氣管道腐蝕剩余壽命預測技術研究

王小偉 龔泉龍 康凱 王強

摘要：我國的天然氣長輸管道可達4.8萬公里，但是在天然氣迅速發展的時候往往會造成一些問題的發生，其中安全問題一直是大家所關心的問題，管道公司對事故的預測能力可以很好的預防事故的發生，通過對在役輸氣管道腐蝕剩余壽命預測技術的研究就可以幫助管道企業提升預測風險能力，只有這樣才能夠最大限度地減少事故的發生和減少經濟損失，所以對在役輸氣管道腐蝕剩余壽命預測技術的研究非常有必要。

關鍵詞：在役輸氣管道;剩余壽命;預測技術

通過管道來運輸天然氣是一種比較安全的輸送方式，但是由于各種人為因素、材料自身因素和自然環境的因素導致管道的發生腐蝕。天然氣本身就是一種易燃易爆品，一旦發生管道腐蝕泄露就會對人體和環境造成一定的危害性，雖然管道企業已經做出相關的維護措施，但是還是有一些意外因素出現，造成輸氣管道發生腐蝕。

腐蝕剩余壽命預測技術對于天然氣管理來講是一種非常重要的管理技術，一些發達國家已經通過該技術獲得了更多的經濟效益和社會效益，所以我國也應該借鑒國外現有的技術，來研究和制定適合我國管道的腐蝕剩余壽命預測技術，以便能夠幫助我國的管道維護和管理，并且可以運用到新管道的設計和路線研究中去，對我國天然氣管道建設非常有幫助。

1輸氣管道腐蝕的因素

1.1管道材質及工藝

輸氣管道的材質問題以及施工工藝在管道的運行初期就會容易發生管道泄漏事故，因此在日常工作過程中，應當加強對管道材質的檢查，工作一旦發現腐蝕現象，需要及時進行更換。

1.2防腐層脫落

輸氣管道在建設初期都會在管道內壁涂抹一層防護層，能夠有效緩解輸氣管道的腐蝕速度。造成防腐層脫落的主要原因是由于輸氣管道隨著使用年限的增加，防腐層的使用壽命達到極限，在該條件下防腐層就會失去原有的工作意義，但是防腐層脫落現象只會在部分區域進行出現，因此在日常工作過程中應當加強管道的檢測工作，一旦發現防腐層脫落，應當及時進行處理，避免造成更大的經濟損失。

1.3流體的不穩定性

輸氣管道在進行工作過程中，由于其輸送介質壓力的高低不同，流速也存在差異，并且輸送介質中含有雜質的多少都會對管道的內壁造成影響，甚至會與管道發生電化學反應加速了管道的腐蝕破壞。一旦管道內壁的某個區域發生腐蝕，其腐蝕程度就會逐漸擴大，特別是對于流壓過高區域對管道所形成的應力腐蝕現象。因此在工作過程中需要及時對管道進行檢測并更換腐蝕管道。

1.4陰極防腐措施失效

為了避免管道發生電化學腐蝕，通常情況下會在輸氣管道的外部增加陰極保護措施，能夠有效抑制管道內電子的一種從而避免管道內部形成電流場是管道與液體的反應，速度減緩，從而實現防腐效果，但是隨著時間的不斷推移，管道中的應急保護會因為出現水保護層而導致防腐能力減弱，從而失去了應急防護的意義。

2腐蝕剩余壽命的預測方法

（1）根據埋地管線電化學腐蝕機理的預測模型。該方法首先需要對腐蝕缺陷的形態以及發展進行分析，然后根據電化學腐蝕精力進行相應的推導功能。從而能夠有效得出輸卵管的腐蝕缺陷的與時間表達式，該方法主要適用于長輸管線的土壤腐蝕。

（2）基于幾次腐蝕檢測數據的可靠性概率剩余壽命預測模型。該方法在使用過程中，首先要了解防腐層的老化時間，進而得出不同區域內的管線防腐層老化時間也會有所不同。

（3）基于依據定期全線腐蝕檢測數據為基礎的剩余壽命預測模型。該預測模型需要在數據充分的條件下才能夠使用，能夠充分顯示出輸氣管道不同地區的服務是發展情況，預測結果和可信度較高，但是在實際應用過程中所產生的費用較高，目前我國很少采用定期檢測，因此該模型在實施過程中的規模較小。

（4）記憶人工神經網絡理論的管線壽命預測模型。該模型需要通過不同的防護因素所造成的復試結果信息進行確定，并且該網絡操作較為復雜，由于腐蝕因素的隨機性較大，因此實驗樣本及現場數據的局限性較高，因此在實際運行過程中無法準確獲得相應的腐蝕因素，評判過程復雜，操作性較差，因此所預測的結果需要進行提高。

3輸氣管道的安全壽命評估

輸氣管道的安全壽命評估包括以下幾項內容：對在役管道的監測強度結果進行評估，并制定完善的管道運營策略，從而確定輸氣管道的安全壽命以及更換時間。對輸氣管道的安全壽命評估通常是根據輸氣管道內最小壁厚或者最大腐蝕程度進行對比分析。在輸氣管道的運行過程中，管道失效概率會隨著管道運行年限而增加，通過多方面的研究分析，當輸氣管道使用壽命超過20年以后，輸氣管道的安全壽命失效概率就會迅速上升。輸氣管道的安全壽命評估可以對管道腐蝕情況進行確定，輸氣管道的安全壽命評估需要和管道腐蝕的失效預測進行結合，從而才能夠得出在役輸氣管道的使用壽命。

對于各種安全因素給輸氣管道所造成影響，一般失效概率為一年一個周期，這樣才能更好地保護輸氣管道，輸氣管道失效評估與安全壽命預測設計應該注重在管道失效時總概率，在計算過程中不要忽略任何一種失效概率，但是也不能重復使用失效概率。在不同天氣、不同環境的條件下進行失效概率計算，只要這樣才能更加完善管道失效的總概率，在此該過程中計算數據會非常多，并且比較復雜，需要借助計算機來計算。

4結束語

綜上所述，輸氣管道發生腐蝕的主要原因是由于管道材質以及所施工工藝較差、防腐層脫落或者輸送流體的不穩定性以及外界影響因素的原因，導致輸氣管道發生腐蝕。通常情況下，采用輸氣管道剩余壽命預測方法能夠有效減少輸氣管道發生泄漏事故現象的發生，不同的預測方法，在實際運行過程中的效果也會有所不同，因此需要結合管道的實際情況進行選擇使用。另外，針對輸氣管道的腐蝕原因，需要進行實地調查和實驗，才能夠得出管道腐蝕與環境因素之間的影響，進而建立可靠的輸氣管道腐蝕失效預測方法。

參考文獻

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