王蘇昊

摘 要：通過比較上世紀末到本世紀初，在美國以及加拿大等地發(fā)生的天然氣輸送管道事故的相關數據，對導致天然氣事故的最致命的原因之一——天然氣管道發(fā)生管道內部腐蝕，進行事故發(fā)生概率統(tǒng)計，并且對天然氣管道發(fā)生內部腐蝕而導致長天然氣管道發(fā)生事故的相關原因做出進一步分析。文中還通過比較墨西哥輸油管事故的教訓，分析了我國管道管理的現狀，并就此提出在未來的管道管理與維護中的對策。

關鍵詞：天然氣管道 內腐蝕事故 分析

在這個經濟高速發(fā)展，對能源需求不斷增加的局勢下，解決與預防管道腐蝕事故已經迫在眉睫。當然這類事故還是有對策可循的，現在就已經有一些企業(yè)在這方面的研究中取得了進展，因此，可以將某一個或幾個企業(yè)的統(tǒng)計結果推而廣之，了解全行業(yè)的情況及發(fā)展趨勢。

1內腐蝕事故調查分析

在2000年8月19日上午美國的新墨西哥州發(fā)生一起嚴重的管道事故，一段隸屬于EIPaso公司的天然氣管道斷裂并爆炸，導致12名無辜人員死亡，以及該公司的巨額財產損失。這起嚴重的天然氣管道事故在當時引起了廣大媒體記者以及社會各界的一致關注，一時之間為人們敲響了天然氣輸送管道安全的警鐘。美國政府的相關安全部門，也在發(fā)生了該起惡劣事故之后，進行了大量調查，最后就管道安全管理問題制定了相關政策，這些寶貴政策值得我們借鑒和使用。

通過圖1與圖2的比較我們可以直觀的看到，天然氣管道內部發(fā)生了嚴重的內壁腐蝕，使得天然氣管道原本應有的抗壓強度大大降低，推測原因可能是天然氣中的腐蝕性物質（如水汽和CO2）腐蝕了管道。

2原因分析與討論

2.1水汽的影響

在物理和化學課程中我們已經知道，水和氧氣是金屬腐蝕的兩大必要元素，這也是化學中腐蝕現象的常見原因之一，而且天然氣管道發(fā)生腐蝕的部位通常也是位于那些管道位置較低、比較容易形成積水的位置附近。因此天然氣公司就依據天然氣運輸的這種特點，對天然氣進行運輸前的加工處理——在天然氣進入管道前，用一種特殊的技術，將天然氣中的水分脫離，使得天然氣達到一定的干燥程度。當然，這種運輸天然氣的方法在一定的程度上確實能夠降低天然氣中的水分對天然氣運輸管道的腐蝕作用，但是這種做法還是不可避免的存在有缺陷，天然氣運輸前的水分干燥技術只是在一定程度上降低了天然氣的水分，無法做到水分的完全去除，在一些特殊的情況下（比如高壓低溫），水分就能形成液態(tài)形式積聚在管道內，長久以往就會對管道產生腐蝕作用。

2.2CO含量的影響

從圖片數據的對比來看，天然氣運輸管道的使用時間越長，天然氣管道內壁被天然氣腐蝕的也就越嚴重，由此產生事故的可能性也就隨之越大。發(fā)生這種現象的原因主要是因為：天然氣的開采過程中，天然氣的成分也在隨之變化，在開采的后期，腐蝕氣體增加，在干氣管道內部的腐蝕類型主要是以CO2為主，所以在研究中不考慮H2S的影響。圖3為CO2/H2S存在時的腐蝕產物與壓力、溫度及含量的在逐漸增加，加速了管線的內腐蝕。由于天然氣的成分中H2S含量低到可以忽略，所以我們一般只討論CO2氣體在天然氣運輸過程中對管道的腐蝕作用。圖3為CO2/H2S存在時對管道的腐蝕作用與影響關系。從圖中不難發(fā)現對管道產生腐蝕作用的大部分是CO2。

2.3管道傾角

根據流體力學的相關理論，在天然氣的管道運輸過程中，由于氣體的流動速度都普遍較慢，所以從這一點考慮，天然氣在流動的過程中滿足流體流動定律。據此分析，可以推測出天然氣流動過程中主要的水汽積聚處將會位于管道流速較低處，而這些管道位置就容易發(fā)生腐蝕，要解決這個問題可以從管道的設計傾角入手：要盡量避免管道傾角過大而導致流速差異。

3對策

接下來，我們將對以上進行的分析做出歸納，對天然氣管道的腐蝕現象提出解決的辦法，和對國內天然氣進行管理的方法。美國已經制定了相應的法律來控制類似事件，其中美國聯(lián)邦法案49CFRPart192對天然氣管道內腐蝕管理進行了最低規(guī)定，在存在內腐蝕威脅的天然氣管道，需要進行內檢測或內腐蝕直接評價；ASME/ANSIB31.8S為輸氣管道系統(tǒng)完整性管理，并在內腐蝕管理方面系統(tǒng)介紹了內腐蝕直接評價方法；而NACESP0206則詳細地闡述了干氣管道內腐蝕直接評價的執(zhí)行過程。

現在流行用ICDA來評價管道腐蝕程度。圖4說明了ICDA在管道腐蝕預測中的作用。雖然ICDA只有預測的作用，無法起到自動預防和維修的功能。但是，它所提供的數據去有著重大的意義，管理者可以用它提前做好準備。

因此，對于我國的天然氣運輸行業(yè)，也要盡早建立起一套完整的、適應中國行情的天然氣管道自動評估預警系統(tǒng)，還要完善突發(fā)事故的應急體系。要避免事故的發(fā)生，企業(yè)做好相關的管理工作才是關鍵。在管道與人員安全方面，企業(yè)應該要以嚴格的標準來要求自己，應該在公司中設立一個專門的安全與質量管理部門，對天然氣管道的運輸安全進行實時的安全監(jiān)測，并負責監(jiān)督運輸管道操作人員的工作是否到位。在此基礎之上，該部門還要不定期的對天然氣運輸管道中的天然氣做隨機抽樣，然后對抽取的樣本進行送檢。根據送檢報告評估近期管道的運行狀況，以便及時做出調整。只有嚴格做到這些，在可能將事故率降到最低。

參考文獻：

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