天然气管道腐蚀监测

刘斌（京普斯维斯防腐科技有限公司 100102）

塔里木油田拥有国内最长且介质最复杂的天然气管网系统[1]。一旦天然气管道发生腐蚀，则会对管道系统的可靠性与使用年限造成严重威胁。特别是基于天然气管道当中的穿孔，既会引起油气泄漏，又加大了维护难度，进而造成了严重的经济损失。鉴于此，本课题对“天然气管道腐蚀监测”进行分析与探究具有尤为深远的重要意义。

一、天然气管道腐蚀机理分析

在实施天然气管道腐蚀监测之前，需充分了解天然气管道的腐蚀机理。下面笔者主要从埋地管道环境、基于管道内的游离水和高气相流速以及气体组成和温压三大方面对其腐蚀机理进行分析。

1.埋地管道环境

土壤里所存在的硫化物会和金属的氢膜发生反应，氢膜遭遇损耗，进而使管道受到腐蚀。硫化物腐蚀主要是受到土壤自身的温度及酸碱度的控制，并且当土壤温度在25摄氏度至30摄氏度之间、酸碱度在5至9之间，其腐蚀程度最严重。

2.基于管道内的游离水和高气相流速

基于天然气管道当中的饱和天然气，受到压力降的作用，则会有自由液相出现。但是，因为高气液比所存在的客观实际，使管道内流型主要呈现出了两种状态：其一位环状流；其二为层流。其中，基于环状流，液体是作为液膜的形式往管壁进行涂覆的，气体对小液滴进行卷吸，且运动向前。但在气液比比较低的状况下，会有层流现象出现，其特点为气相的运动发生于管道上部，而液相的运动发生于下部。另外，经研究表明：气体流速和腐蚀速率是成正比的，这是因为在气体流速增加的情况下，冲蚀能力也随着增加。

3.气体组成和温压

首先，在流管中，流动介质的温度与压力的降低会让水蒸气在冷凝的状态下变成液态水，液态水、二氧化碳及二氧化硫形成碳酸与亚硫酸等，进而使得管道遭遇严重腐蚀。其次，在温度升高的状态下，会使酸和管道之间的反应速率加快，同时也使土壤硫化物对管外壁的腐蚀速率加快。由此可见，温度也可使管道遭遇严重腐蚀。最后，随着压力的增大，会让酸性物质的活性增强，进而提升酸性物质和金属之间的反应能力，最终致使管道腐蚀。

二、天然气管道腐蚀监测方法探究

在实施天然气管道腐蚀监测时，需充分重视其监测方法，其主要的监测方法有两种：其一是管道外腐蚀监测，其二是管道内腐蚀监测。

1.天然气管道腐蚀监测对象及运行现状调研

一方面，需要确定和悬着管道监测及评价队伍，其主要的监测对象有：（1）管道监测评价、质量管理体系及施工安全等方面的资质认证。（2）设备在配置方面的状况。（3）基于管道监测评价中的业绩。

另一方面，由于管道运行现状为基于检测设备的检测提供了帮助，所以对其调研具有实质性意义，其现状调研主要内容有：（1）压力、温度以及流量等方面的运行参数[2]。（2）管内所存在的介质。（3）管道腐蚀的产物。（4）阴极的保护效果，例如：自然电位分布及变化、绝缘法兰性能等。

2.管道外腐蚀监测技术

对于天然气管道外腐蚀监测技术，可归分为两种：其一是，由管到地的电位测量；其二是，管内电流测量。由管到地的电位测量技术主要有Person检测法与直流电压梯度法等。管内电流测量主要有电流梯度分布法与分段管内电流比较法等。整体分析，两种方法均能够在非开挖状态下实施检测工序[3]。但是，在检测过程中，需要检测人员进行仔细测量与分析，这样才可获取可靠且真实的检测数据。比如：在采用直流电压梯度法检测的情况下，便需要了解管道的主要走向。

3.管道内腐蚀监测技术

无论是国内还是国外，普遍采用的关于天然气管道内腐蚀的监测方法主要有两种：其一是，漏磁通法；其二是，超声波检测法。

（1）采用漏磁通法能够对天然气管道内、外腐蚀的缺陷进行检测，但是在应用该方法时，需要对其检测速度进行有效控制，合理的检测速度能够使检测精度得到有效保证。此技术的测量精度和壁厚是成反比的，且管道壁厚应该比12毫米小。

（2）采用超声波检测法能够对存在缺陷的管道的壁厚进行测量，在测量过程中主要是对脉冲发射时间间隔进行充分利用。在检测过程中，需充分注意的是，探头需依次接收由管内壁和管外壁的反射波，进而再根据计算结果获得管壁厚度。此种检测方法对于管道材料与壁厚的敏感程度是非常低的，且还可以对管道内外壁的腐蚀情况与变形情况进行有效辨识。

结语

通过本课题的分析与探究，认识到在对天然气管道腐蚀状况进行监测时，首先便需要充分了解天然气管道的腐蚀机理，例如：埋地管道所处的环境、基于管道内的游离水和高气相流速、气体组成、温度以及压力等，这一系列因素均会对天然气管道造成严重腐蚀。进而在对天然气管道进行腐蚀监测之前，第一步需务实天然气管道腐蚀的监测对象，并对运行现状进行调研。最后，在管道外腐蚀监测与管道内腐蚀监测上加大力度，使天然气管道腐蚀监测更具实效性与科学性，进而为油气企业带来可观的经济效益，并为油气企业的稳健发展奠定坚实的基础。

[1]范开峰.王卫强.孙瑞.金春旭.黄玲.石海涛.万宇飞天然气管道腐蚀与防腐分析[J].当代化工,2013,05,28.

[2]刘帮华.马春稳.王霞.黄雪萍.韩东兴.高亮天然气积液管道腐蚀监测方法研究[J].石油化工应用,2011,05,25.

[3]赵景星.席光峰.韩伟.张皓长输天然气管道腐蚀检验与修复技术[J].石油化工安全环保技术,2013,08,20.