李俊 聶勇圣
摘 要:天然氣作為極為重要的資源,被廣泛的應(yīng)用到社會生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面,其運(yùn)輸過程的安全保障極為重要。當(dāng)前,天然氣管道腐蝕問題日益突出,嚴(yán)重影響了輸氣安全。本文主要對天然氣管道腐蝕的影響因素進(jìn)行了分析,并提出了天然氣管道防腐保護(hù)對策,進(jìn)而促進(jìn)天然氣企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高及行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:天然氣;管道;防腐因素;防護(hù)策略
目前,天然氣運(yùn)輸主要采用管道集輸?shù)姆绞?,具有高效和運(yùn)載量大、運(yùn)載距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。在天然氣管輸過程中,管道容易發(fā)生腐蝕問題,嚴(yán)重影響了管道的運(yùn)輸安全。一旦發(fā)生管道腐蝕問題,就會造成天然氣資源泄漏,使得運(yùn)輸中斷,造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的嚴(yán)重后果。
1 天然氣管道腐蝕影響因素分析
1.1 管道材料制作工藝
通常天然氣管道是鋼制的,其制作工藝會影響管道的使用壽命,如果制作工藝不合格,很容易出現(xiàn)管道腐蝕情況。鋼材是金屬材料的,會受到溫度以及濕度的影響,容易出現(xiàn)腐蝕情況。在對鋼管制造工藝進(jìn)行研究時(shí),微晶結(jié)構(gòu)是比較常見的,但是其對外界環(huán)境的要求比較高,鋼材表面是不能出現(xiàn)缺陷的,否則會出現(xiàn)更為嚴(yán)重的腐蝕開裂問題,造成嚴(yán)重的后果。所以鋼材制作時(shí)需要選擇質(zhì)量性能好、耐久性的材質(zhì)以及制作工藝,延長鋼管的使用壽命,避免管道被腐蝕。
1.2 地下環(huán)境
天然氣管道是深埋在地下的,因此,容易受到環(huán)境中各種因素的影響與腐蝕。管道腐蝕的因素有土壤、雜散電流、細(xì)菌等。土壤對管道的腐蝕影響是比較大的,在水的影響下,土壤中會出現(xiàn)大量的離子,離子能夠自由移動(dòng),可以導(dǎo)電。金屬材料是有電化學(xué)特質(zhì)的,但是其存在是不均勻的,由于土壤的理化性質(zhì)缺少均勻性,使得土壤的腐蝕作用強(qiáng)化。對于交流雜散電流,與二次感應(yīng)電流疊加,形成電化學(xué)電池,在管道表面存在。雖然這種腐蝕能力不強(qiáng),但是集中性的腐蝕卻是不可忽視的,因此,必須進(jìn)行有效的防護(hù)。
1.3 溫度和壓力
由于溫度的提高能加速酸與管道的反應(yīng)速率,同時(shí)也能提高土壤硫化物對管外壁的腐蝕速率,因此,溫度也是管道腐蝕的重要因素。但當(dāng)溫度超過70℃時(shí),腐蝕增長程度緩慢;而壓力的增加使得酸性物質(zhì)活性增加,從而提高其與金屬反應(yīng)的能力。
1.4 管道應(yīng)力
管道運(yùn)行過程中,輸送壓力會影響管道,由于壓力波動(dòng),出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕,進(jìn)而造成管道破裂,裂痕在應(yīng)力沖擊下逐漸擴(kuò)大,出現(xiàn)惡性循環(huán),導(dǎo)致管道被腐蝕。這時(shí)的管道是沒有應(yīng)力水平的,因此,無法均勻的抵抗,如果抵抗能力較強(qiáng),是不會出現(xiàn)較多的的裂痕的,但是,如果抵抗能力比較弱,就會出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕。
2 天然氣管道腐蝕防護(hù)策略
天然氣管道的構(gòu)成成分主要以鋼材為主,這也是其容易發(fā)生腐蝕的重要原因之一。如何有效防治管道的腐蝕,實(shí)現(xiàn)對管道的保護(hù),是天然氣企業(yè)安全生產(chǎn)運(yùn)營及經(jīng)濟(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)不可忽視的重點(diǎn)問題,必須引起企業(yè)的高度重視。
2.1 陰極保護(hù)
為了降低金屬管道的腐蝕速度,實(shí)施陰極保護(hù)措施,將被保護(hù)的管道作為陰極,將其保護(hù)起來,防止金屬管道發(fā)生腐蝕。具體實(shí)施的措施為犧牲陽極的陰極保護(hù)措施和外加電流的陰極保護(hù)措施。對不同的管道系統(tǒng)實(shí)施不同的陰極保護(hù)措施,經(jīng)過油氣輸送現(xiàn)場的試驗(yàn)研究,陰極保護(hù)技術(shù)措施是最有效的防腐措施,在天然氣輸送現(xiàn)場得到廣了泛應(yīng)用。
2.2 改善腐蝕環(huán)境
管道所處位置的地理環(huán)境對于管道受腐蝕狀況也有重要的影響,所以,對于管道腐蝕嚴(yán)重的地區(qū),可以通過改善當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境來對管道起到防腐蝕作用。例如:對于管道附近的土壤,可以采取脫水處理,或者調(diào)一些腐蝕性較小的土壤進(jìn)行替換,這樣就能降低管道附近土壤的腐蝕性,進(jìn)而對管道起到防腐蝕作用。這種方法的局限性太大,可行性較低,只有在特定的區(qū)域內(nèi)才有實(shí)現(xiàn)的可能性。
2.3 緩蝕劑防護(hù)
緩蝕劑防護(hù)是在腐蝕環(huán)境中添加少量物質(zhì),使金屬腐蝕的速度減慢,對金屬有效的保護(hù)。利用緩蝕劑防腐蝕,成本比較低,能夠快速的看到效果,因此這種方法的發(fā)展前景比較廣闊。緩蝕劑吸附主要分為物理和化學(xué)兩個(gè)方面,物理吸附的速度比較快,并且具有一定的可逆性,而化學(xué)吸附,雖然強(qiáng)于物理吸附力,但是具有不可逆性,并且吸附的速度較慢。
2.4 應(yīng)用管道腐蝕監(jiān)測技術(shù)
由于天然氣輸送管道運(yùn)行過程中,埋地管道出現(xiàn)問題很難及時(shí)發(fā)現(xiàn),因此采取自動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)采集天然氣管道系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),發(fā)現(xiàn)管道系統(tǒng)的腐蝕現(xiàn)象,采取應(yīng)急處理措施,提高管道的耐腐蝕性能,延長天然氣輸送管道的使用壽命。加強(qiáng)對輸送管道的巡回檢查,通過SCADA 系統(tǒng)的應(yīng)用,進(jìn)行電子巡檢,比人工檢查的效率高出很多。通過采用天然氣輸送管道腐蝕檢測技術(shù)措施,發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度降低的部位,及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處理,修補(bǔ)泄漏的部位,保證天然氣輸送管道的密閉性,從而達(dá)到安全輸送的技術(shù)要求。
3 結(jié)束語
在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,天然氣對于人們的生產(chǎn)生活都具有重大的影響,腐蝕問題始終是貫穿其安全生產(chǎn)的重要因素。影響腐蝕過程的因素紛繁復(fù)雜,其腐蝕機(jī)理也是各不相同的,因此,應(yīng)根據(jù)腐蝕的具體情況采取合理的防腐蝕措施,降低其腐蝕速率,延長其使用壽命。
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