长输天然气管道内腐蚀事故调查分析以及应对方法研究

王苏昊

摘 要：通过比较上世纪末到本世纪初，在美国以及加拿大等地发生的天然气输送管道事故的相关数据，对导致天然气事故的最致命的原因之一——天然气管道发生管道内部腐蚀，进行事故发生概率统计，并且对天然气管道发生内部腐蚀而导致长天然气管道发生事故的相关原因做出进一步分析。文中还通过比较墨西哥输油管事故的教训，分析了我国管道管理的现状，并就此提出在未来的管道管理与维护中的对策。

关键词：天然气管道 内腐蚀事故 分析

在这个经济高速发展，对能源需求不断增加的局势下，解决与预防管道腐蚀事故已经迫在眉睫。当然这类事故还是有对策可循的，现在就已经有一些企业在这方面的研究中取得了进展，因此，可以将某一个或几个企业的统计结果推而广之，了解全行业的情况及发展趋势。

1内腐蚀事故调查分析

在2000年8月19日上午美国的新墨西哥州发生一起严重的管道事故，一段隶属于EIPaso公司的天然气管道断裂并爆炸，导致12名无辜人员死亡，以及该公司的巨额财产损失。这起严重的天然气管道事故在当时引起了广大媒体记者以及社会各界的一致关注，一时之间为人们敲响了天然气输送管道安全的警钟。美国政府的相关安全部门，也在发生了该起恶劣事故之后，进行了大量调查，最后就管道安全管理问题制定了相关政策，这些宝贵政策值得我们借鉴和使用。

通过图1与图2的比较我们可以直观的看到，天然气管道内部发生了严重的内壁腐蚀，使得天然气管道原本应有的抗压强度大大降低，推测原因可能是天然气中的腐蚀性物质（如水汽和CO2）腐蚀了管道。

2原因分析与讨论

2.1水汽的影响

在物理和化学课程中我们已经知道，水和氧气是金属腐蚀的两大必要元素，这也是化学中腐蚀现象的常见原因之一，而且天然气管道发生腐蚀的部位通常也是位于那些管道位置较低、比较容易形成积水的位置附近。因此天然气公司就依据天然气运输的这种特点，对天然气进行运输前的加工处理——在天然气进入管道前，用一种特殊的技术，将天然气中的水分脱离，使得天然气达到一定的干燥程度。当然，这种运输天然气的方法在一定的程度上确实能够降低天然气中的水分对天然气运输管道的腐蚀作用，但是这种做法还是不可避免的存在有缺陷，天然气运输前的水分干燥技术只是在一定程度上降低了天然气的水分，无法做到水分的完全去除，在一些特殊的情况下（比如高压低温），水分就能形成液态形式积聚在管道内，长久以往就会对管道产生腐蚀作用。

2.2CO含量的影响

从图片数据的对比来看，天然气运输管道的使用时间越长，天然气管道内壁被天然气腐蚀的也就越严重，由此产生事故的可能性也就随之越大。发生这种现象的原因主要是因为：天然气的开采过程中，天然气的成分也在随之变化，在开采的后期，腐蚀气体增加，在干气管道内部的腐蚀类型主要是以CO2为主，所以在研究中不考虑H2S的影响。图3为CO2/H2S存在时的腐蚀产物与压力、温度及含量的在逐渐增加，加速了管线的内腐蚀。由于天然气的成分中H2S含量低到可以忽略，所以我们一般只讨论CO2气体在天然气运输过程中对管道的腐蚀作用。图3为CO2/H2S存在时对管道的腐蚀作用与影响关系。从图中不难发现对管道产生腐蚀作用的大部分是CO2。

2.3管道倾角

根据流体力学的相关理论，在天然气的管道运输过程中，由于气体的流动速度都普遍较慢，所以从这一点考虑，天然气在流动的过程中满足流体流动定律。据此分析，可以推测出天然气流动过程中主要的水汽积聚处将会位于管道流速较低处，而这些管道位置就容易发生腐蚀，要解决这个问题可以从管道的设计倾角入手：要尽量避免管道倾角过大而导致流速差异。

3对策

接下来，我们将对以上进行的分析做出归纳，对天然气管道的腐蚀现象提出解决的办法，和对国内天然气进行管理的方法。美国已经制定了相应的法律来控制类似事件，其中美国联邦法案49CFRPart192对天然气管道内腐蚀管理进行了最低规定，在存在内腐蚀威胁的天然气管道，需要进行内检测或内腐蚀直接评价；ASME/ANSIB31.8S为输气管道系统完整性管理，并在内腐蚀管理方面系统介绍了内腐蚀直接评价方法；而NACESP0206则详细地阐述了干气管道内腐蚀直接评价的执行过程。

现在流行用ICDA来评价管道腐蚀程度。图4说明了ICDA在管道腐蚀预测中的作用。虽然ICDA只有预测的作用，无法起到自动预防和维修的功能。但是，它所提供的数据去有着重大的意义，管理者可以用它提前做好准备。

因此，对于我国的天然气运输行业，也要尽早建立起一套完整的、适应中国行情的天然气管道自动评估预警系统，还要完善突发事故的应急体系。要避免事故的发生，企业做好相关的管理工作才是关键。在管道与人员安全方面，企业应该要以严格的标准来要求自己，应该在公司中设立一个专门的安全与质量管理部门，对天然气管道的运输安全进行实时的安全监测，并负责监督运输管道操作人员的工作是否到位。在此基础之上，该部门还要不定期的对天然气运输管道中的天然气做随机抽样，然后对抽取的样本进行送检。根据送检报告评估近期管道的运行状况，以便及时做出调整。只有严格做到这些，在可能将事故率降到最低。

参考文献：

[1] 甘振维. 凝析气田集输管道内腐蚀分析[J].油气储运. 2014（01）

[2] 常宏崗， 天然气气质管理与能量计量[M].石油工业出版社，2015

[3] Internal Corrosion Direct Assessment Methodology for Natural Gas Pipeline Carrying Normal Dry Gas. NACE SP0206 .2013