高含硫天然气集输管道点蚀缺陷安全评价方法研究

高含硫天然气集输管道点蚀缺陷安全评价方法研究
摘要：天然气集输管道会受到很多因素的影响，会出现腐蚀现象，高含硫天然
气集输管道的材质一般为抗硫不锈钢，对于这种材质的管材一般会出现点蚀腐蚀，需要依靠多角度来分析点蚀的影响因素，并且需要根据这些因素来提出相关解决
措施，利用不同的数据来优化安全评价模型，增加管道安全评价参数的可靠性，
进而提高管道的抗辐射性。

关键词：高含硫；天然气集输管道；点蚀缺陷
高含硫天然气集输管道采用的材质为抗流不锈钢，对这种管材的腐蚀缺陷主要表
现在为均匀减薄和点蚀，对含有点蚀缺陷的管材进行强度评价，确定其管道缺陷
所允许的最大操作压力，做出正确的决策，帮助管道可以继续使用，减少管道的
运行压力，并进行相应的缺陷修复工作，才可以让管道的使用寿命增加，节约相
应的维修成本，进而避免管道发生事故。

1点蚀管道的安全评价模型
高含硫天然气集输管道弹性极限是指管道的弹性屈服极限，主要是指管材在
变形时所承受的最大应力值。

根据不同材质的管道屈服极限和安全系数进行分析，可以得出管道的许用应力。

因为在管道运行中会存在腐蚀缺陷，需要结合应力集
中系数，计算出腐蚀的环向应力。

根据管道的强度失效准则，通过对等效应力与
许用应力之间的比较，得出管道的最大允许操作内压和点蚀深度。

2模型修正
2.1点蚀缺陷数据修正
对高含硫天然气管道进行智能检测数据，对其高风险管段进行验证，并对其
相关测试进行研究和分析，修正天然气管道在运行中所出现的缺陷值。

在高风险
管道中，智能检测数据和现场验证数据结果基本相符，由于存在人为因素所以会
导致在测试中出现误差，因此在进行安全评价时需要及时修正实际缺陷值，才能
确定点蚀深度修正系数。

2.2安全预警值判定
（1）当管道腐蚀区域的最大腐蚀深度小于公称壁厚10%时，评定为第3类腐蚀。

这类腐蚀程度不是特别严重，还可以继续维持管道运行，但是需要进行检测，（2）当最大安全工作压力与失效压力的比值大于管道设计系数时，评定为第2类腐蚀。

出现这种情况说明管道腐蚀程度比较严重，需要制定修复计划，并且
在限期内进行修复，只允许在安全工作压力下进行管道运行。

（3）当最大安全工作压力与失效压力的比值小于管道设计系数时，评定为第1类腐蚀，出现这种情况应该及时进行修复或者进行管道更换，以免造成安全隐患。

2.3模型应用
根据建立的高含硫天然气集输管道点蚀缺陷安全评价模型分析，得出管道腐
蚀部位的失效压力和最大安全工作压力之间的关系。

对于集输管道来说只要腐蚀
深度不超过管道壁厚的30%，就可以保证管道的运行强度，当管道最大点蚀深度
已经达到修复的预警值时，就需要对管道进行更换处理。

根据高含硫天然气集输管道的数据和腐蚀检测数据进行对比，建立腐蚀缺陷
管道的模型，在该模型中只考虑内压载荷，忽略周围环境对管道壁的影响。

对远
离缺陷部位的管道，可以采用扫掠网格将其划分为六面体单元。

对于腐蚀缺陷附
近的管段采用智能化网格加密，整体采用20节点6面体单元。

通过这些方法的
计算，得出腐蚀缺陷管道在最大设计内压以及最大等效应力小于其屈服强度，才
能保证高含流天然气技术管道的安全运行。

随着腐蚀深度的不断加深，管道缺陷处的等效压力也在不断发生变化，高含
硫天然气集输管道拥有极强的腐蚀性，所以定期需要在管道内加入一些缓蚀剂，
可以降低点蚀的增长速度，确保天然气管道运行正常。

并且根据管道腐蚀情况，
建立起安全评价模型，能够减少安全事故的发生。

3 提升高含硫天然气集输管道点蚀缺陷安全的措施
3.1运用缓蚀剂减缓管道腐蚀
缓蚀剂是利用原子化学键的形式给天然气管道内部形成一种保护膜，这种保
护膜的形成主要是利用成膜以及吸附等理论，这种缓蚀剂在使用方面比较简单，
拥有见效快和成本低等特点，所以天然气企业经常选用这种方式来进行防腐，但
是这种缓蚀剂的缺点就是在生产的过程中会对环境造成一定的污染，并且如果使
用过量的话会影响天然气的内部结构，所以一些施工单位应该根据情况来使用这
种缓蚀剂。

3.2喷涂内部涂层减缓管道腐蚀
对于天然气管道内部摩擦接触面大的问题，天然气施工单位在铺设管道时可
以进行管道内部喷涂内涂层的方式来减少摩擦面积，进而减少管道内部腐蚀问题。

使用这种方法的原因就是让管道内的水汽和化学成分更少的接触管道，从而减少
水汽和管道内壁的接触，减少对天然气管道内的腐蚀。

再有就是这种涂层本身就
具有很好的防腐功能，对一些化学成分有着更好抗腐蚀性，所以说这项技术的使
用可以进一步增加管道的使用寿命，减少企业的维修成本。

3.3阴极保护
阴极保护可以很好的保护天然气管道，主要是按照一种附加的保护形式来对
天然气管道进行保护。

使用这种保护主要是因为经过涂抹防腐层的天然气管道在
安装过程中出现小面积的破坏和天然气管道焊接处损伤，阴极保护可以更好的保
护天然气管道防腐性能，并且也不会对地下的建筑物造成影响，施工量比较小而
且施工方法也比较简单。

3.4提高焊接施工质量和合理性
为了减少天然气管道内部腐蚀，进行合理的施工也是尤为重要的，施工单位
应该根据地形减少管道弯角的出现，让管道内的腐蚀面积减少并变得更加均匀，
再有就是通过合理的设计和施工尽可能的比较温度和湿度的差别，保持管道内温
度的均匀，这样才能减少天然气管道内的水汽形成。

另外施工单位应该给天然气
管道增加多个检测口，因为随着科学技术的不断更新，相信会有更好的方法来检
测天然气管道内部腐蚀，方便以后的进行工作。

4结束语
天然气管道内腐蚀的原因有很多，主要包含水汽、二氧化碳含量以及硫化氢
等都会对天然气管道造成影响，企业和管理部门只有加强腐蚀检测、防腐技术和
防腐管理才能避免因为腐蚀而天然气泄漏的事故发生，只有将防腐工作落实到每
个工作环节和天然气管道的生命周期汇总，就可以有效把管道内腐蚀事故所出现
的事故概率降低。

参考文献：
[1]何茂华，郭永明，张艳淑，吴忠超.高含硫天然气管道腐蚀机理分析[J].化工
管理，2014：184.
[2]潘弘，李阳，肖麟柯.含硫天然气对输送管道的腐蚀性分析[J].化工管理，2019，509（02）：26-27.
[3]赵鹏君，王雷，侯坤.含硫天然气集输管网的腐蚀控制[J].石化技术，2017（4）。