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濕氣管道頂部腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展

文檔作者：龔智力彭世尼黃小美陳杰文檔來源：重慶大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月30日
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煤氣與熱力
GAS&amp;amp; HEAT
VoI．36 No．2
Feb．2016
旨道頂部腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展
龔智力， 彭世尼， 黃小美， 陳 杰
(重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶400045)
顯氣集輸管道內(nèi)腐蝕主要分為底部腐蝕和頂部腐蝕。目前對頂部腐蝕理解不夠充
劑難以有效保護(hù)頂部，管道頂部腐蝕問題變得越來越嚴(yán)重，已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。
的腐蝕環(huán)境，總結(jié)濕氣管道頂部腐蝕的反應(yīng)機(jī)理、實(shí)驗(yàn)裝置、預(yù)測模型、現(xiàn)場檢測技
開究進(jìn)展。
顯氣管道； 局部腐蝕； 頂部腐蝕； 腐蝕防護(hù)； 底部腐蝕
}：TE86 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1000—4416(2016)02—0B15—07
If the Line Corrosion，TLC)一般
管道系統(tǒng)里，常用緩蝕技術(shù)在
部腐蝕是指在濕氣輸送過程中
e的水露點(diǎn)，濕氣中揮發(fā)性酸性
tCO：H、CH3CO：H)在管道內(nèi)壁
I水造成的腐蝕。由于長輸管道
B，水及揮發(fā)性酸性介質(zhì)含量都
管道遭受頂部腐蝕的風(fēng)險高于
長輸管道。頂部腐蝕通常發(fā)生在濕氣管道l0—14
點(diǎn)刻鐘位置，由于管道內(nèi)外溫差造成水蒸氣在管道
內(nèi)壁頂部冷凝。
頂部腐蝕案例于1959年在法國LACQ酸性氣
田一條集輸管道上首次發(fā)現(xiàn) 。盡管此集輸管道
長期加注緩蝕劑，整條集輸管道的底部由于受到緩
蝕劑保護(hù)未受腐蝕，但管道內(nèi)壁頂部遭受了嚴(yán)重腐
蝕。此后35年，在加拿大、印尼、美國等國家相繼發(fā)
生了集輸管道內(nèi)壁頂部嚴(yán)重腐蝕的案例 I4]。最
近，Gunaltun報道了稱為露點(diǎn)腐蝕的TLC典型例
子：在管道上部某個指定位置移除保溫材料來制造
溫差，并作為陽極發(fā)生區(qū)域，一段時間后發(fā)現(xiàn)該位置
由于水冷凝發(fā)生了嚴(yán)重腐蝕。因此，再次證明水冷
凝是造成頂部腐蝕的重要原因。不僅濕氣輸送管道
遭受TLC，某污水輸送管道由于遭受TLC，造成了多
個穿孔泄漏 。
2 ，ILC腐蝕機(jī)理
濕氣管道TLC橫截面見圖1。在某些情況下，
管道部分埋在土壤中或海床下，而上部分裸露出來
或保溫材料失效，由于管道外部環(huán)境與管道內(nèi)流體
溫差產(chǎn)生冷凝液體附著在管道上部分，遇酸性揮發(fā)
性氣體造成TLC。在水平敷設(shè)管道中，冷凝水受重
9科技創(chuàng)新基金研究項(xiàng)目(2013D一5006—0603)
7—01； 修回日期：2015—08—03
· B l5 ·
第36卷第2期 煤氣與熱力
力影響大部分匯聚于管道底部，在管道側(cè)部和頂部
則保持一層較薄液膜，由于水表面張力作用，頂部液
膜通常厚于側(cè)壁。如果輸送濕氣中含有酸性氣體或
可揮發(fā)的腐蝕性介質(zhì)(如CO 、H：S、HCO：H、
CH CO H)，它們?nèi)芙庥诶淠?，會對管道造成?yán)
重腐蝕。當(dāng)在濕氣輸送管道中加注普通液相緩蝕劑
保護(hù)管道時，通常管道下方可以受到很好的保護(hù)，有
效降低管道底部腐蝕速率。TLC發(fā)生在流體層流狀
態(tài)下，緩蝕劑由于蒸氣分壓低，很難通過自身蒸發(fā)、
冷凝達(dá)到管道的頂部，TLC腐蝕不受抑制，此時，管
道頂部腐蝕速率明顯大于底部，TLC現(xiàn)象發(fā)生。
圖1 濕氣管道TLC橫截面
① CO：腐蝕機(jī)理
CO 濕天然氣環(huán)境下的管道內(nèi)TLC從根本上
說仍然是CO 腐蝕，具有CO 腐蝕的一些特點(diǎn)，所
以CO 腐蝕的反應(yīng)機(jī)理也同樣適用于TLC。CO：腐
蝕的典型特征是既有全面腐蝕又有局部腐蝕(包括
點(diǎn)蝕、潰瘍腐蝕和臺面狀腐蝕)。其中，當(dāng)腐蝕介質(zhì)
溫度較低時，主要發(fā)生金屬的活性溶解，碳鋼往往呈
現(xiàn)全面腐蝕；當(dāng)溫度處于中間區(qū)時，金屬表面更多地
發(fā)生局部腐蝕。其中，臺面狀腐蝕是最嚴(yán)重的一種
情況，其腐蝕穿透作用很強(qiáng)，每年腐蝕量為mm級。
CO 腐蝕機(jī)理如下(化學(xué)反應(yīng)式中，g表示氣態(tài)，aq
表示液態(tài)，S表示固態(tài))。
a．陰極反應(yīng) ：
CO2(g)．---~C02(aq) (1)
CO2(g)+H20(aq) — H2CO3(aq) (2)
H2CO3(aq) H (aq)+HCOf(aq) (3)
Hco；(aq) ==蘭H (aq)+c0；一(aq) (4)
H (aq)+e— 蘭H(g) (5)
2H(g)—蘭H2(g) (6)
b．陽極反應(yīng)：
Fe(S) Fe¨ (aq)+2e一 (7)
Fe (aq)+CO 一(aq)． 'FeC03(S) (8)
其中陰極反應(yīng)有：
1
H2c03(aq)+e— ÷H2(g)+HCO3(aq)
厶
(9)
1
I4C03(aq)+e一；蘭÷H2(g)+c0 一(aq)
厶
(1O)
② H，s腐蝕機(jī)理 J
在油氣開采中，與CO 、0：相比，H：s在水中的
溶解度最高。H：s一旦溶于水，便立即電離，使水具
有酸性。H s在水中的離解反應(yīng)為：
H2S(aq) 一H (aq)+HS一(aq) (1 1)
HS～(aq) H (aq)+S (aq) (12)
釋放出的氫離子是強(qiáng)去極化劑，極易在陰極奪
取電子，促進(jìn)陽極鐵溶解反應(yīng)而導(dǎo)致鋼鐵的全面腐
蝕。對鋼鐵而言，附著于其表面的腐蝕產(chǎn)物(Fe S )
是有效的陰極，它將加速鋼鐵的局部腐蝕。于是有
些學(xué)者認(rèn)為在確定H s腐蝕機(jī)理時，陰極性腐蝕產(chǎn)
物(Fe s )的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對腐蝕的影響，相對H：s來
說，起著更為主導(dǎo)的作用。
3 TLC實(shí)驗(yàn)裝置研究進(jìn)展
為了理解TLC機(jī)理以及溫度、分壓、冷凝率等
關(guān)鍵參數(shù)對TLC影響規(guī)律，研究者設(shè)計一些實(shí)驗(yàn)裝
置進(jìn)行研究，根據(jù)腐蝕性氣體不同，分為酸性腐蝕環(huán)
境和甜性腐蝕環(huán)境。
① 小型實(shí)驗(yàn)室模擬TLC實(shí)驗(yàn)
TLC實(shí)驗(yàn)不僅局限于研究腐蝕機(jī)理本身，還涉
及冷凝過程對腐蝕速率的影響。
1991年，Olsen等人_1。。利用自制的反應(yīng)釜研究
了溫度對TLC腐蝕產(chǎn)物膜的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)氣體溫度
高于70℃ ，冷凝率較低時，腐蝕產(chǎn)物膜仍具有良好
保護(hù)性。
2000年，Pots等人-1 通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于鐵超
飽和沉積TLC模型；同時論證了一些關(guān)鍵影響參數(shù)
(如氣體溫度、冷凝率、氣體速度)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一
致性。盡管該實(shí)驗(yàn)裝置能夠模擬TLC，但是與真實(shí)
TLC條件是否一致值得商酌。
2008 年，Hinkson 等人¨ 研究醋酸
(CH COOH)在冷凝液中含量主要由液相pH值決
定，CH C00H含量隨著冷凝率增加而減少，這是由
于腐蝕產(chǎn)生的Fe 消耗部分H ，冷凝液pH值升高
促使CH C00H分離更多，從而造成總CH3COOH
· B l6·
龔智力，等：濕氣管道頂部腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展 第36卷第2期
含量減少。CH，COOH存在會增大腐蝕速率以及小
孔腐蝕概率。
2011年，Chen等人 利用高溫高壓反應(yīng)釜研
究在CO 甜性腐蝕環(huán)境下管壁溫度對TLC影響，結(jié)
果表明管壁溫度低于34℃，腐蝕速率將低于0．5
mm／a。Qin等人 利用自制反應(yīng)釜研究氣體溫度
對TLC影響，氣體溫度升高則冷凝率升高，腐蝕速
率上升。Pojtanabuntoeng等人_l 研究了輕烴對冷凝
率的影響。在油包水條件下，隨著基材粗糙度增加，
水有更強(qiáng)濕潤性(水濕潤基材表面的能力)；在水包
油條件下粗糙度對濕潤性無影響。在冷凝試驗(yàn)中，
正庚烷在水滴之間以膜狀冷凝，在沒有正庚烷時腐
蝕速率隨著冷凝率增加而增加；在輕烴與水同時存
在的冷凝條件下，腐蝕速率受輕烴冷凝速率影響較
大。
2014年，Yaakob等人_l 在21 L高溫高壓反應(yīng)
釜研究H，s分壓(0．2—1 MPa)對TLC的影響，表明
更高分壓和管壁溫度下生成的FeS產(chǎn)物膜更具保護(hù)
性，水冷凝率對TLC影響較小。實(shí)驗(yàn)中大部分腐蝕
產(chǎn)物為立方晶型FeS、FeS。，而當(dāng)壁溫達(dá)到75℃ 時，
出現(xiàn)了六方晶型FeS。
② 大型實(shí)驗(yàn)室模擬TLC實(shí)驗(yàn)
大型TLC實(shí)驗(yàn)主要指在流動環(huán)路系統(tǒng)中以求
更加真實(shí)地模擬管道濕氣環(huán)境，通過短期或長期實(shí)
驗(yàn)，研究氣體溫度、流速、冷凝率、CO：分壓、H：s分
壓和CH COOH含量對TLC影響。
2001年，Sun等人Ⅲ 通過搭建小型流動環(huán)路系
統(tǒng)模擬管道中濕氣環(huán)境，使用電阻探針在線定量分
析流型對TLC和BLC(Bottom of the Line Corrosion，
底部腐蝕)腐蝕行為影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在分層流、分層
環(huán)狀流時BLC速率高于TLC，而當(dāng)條件改變?yōu)榄h(huán)狀
流時，BLC和TLC速率基本一致。
2003年，Vitse等人 副采用高溫高壓無縫鋼管
環(huán)路系統(tǒng)模擬TLC實(shí)驗(yàn)，采用電阻探針和失重率技
術(shù)研究溫度、CO 分壓、氣體速度、冷凝率對腐蝕速
率的影響。結(jié)果表明：從40～70 cI=逐漸提高氣體
溫度，腐蝕速率也逐漸增加，但80～100 oC時開始減
少，這是因?yàn)樵诶淠褐杏懈旅芨弑Ｗo(hù)性的
FeCO 生成以及pH值升高；CO 分壓增加，腐蝕速
率也增加，特別是氣體溫度在70℃、90℃且高冷凝
率時；當(dāng)氣體溫度在5O℃、9O clC且在低冷凝率時
CO 分壓增加對腐蝕速率幾乎沒有影響；在90℃
時，冷凝率隨氣流速度增加而變大，但是腐蝕速率保
持不變；在5O℃時，冷凝率和腐蝕腐蝕速率都隨氣
流速度增加而變大。據(jù)此作者建議提出臨界冷凝率
值，但沒給出定量化確切值。當(dāng)冷凝率低于臨界值
時，F(xiàn)eCO 在冷凝液中趨于飽和，形成具有保護(hù)性膜
阻止腐蝕性介質(zhì)擴(kuò)散。當(dāng)冷凝率高于臨界值時，導(dǎo)
致冷凝水快速循環(huán)而達(dá)不到FeCO 飽和，進(jìn)而沒有
FeCO 膜形成。
2004年，Singer等人 采用流動環(huán)路研究當(dāng)氣
體溫度70℃及速度5 m／s保持不變，CH COOH質(zhì)
量分?jǐn)?shù)在0—1×10 變化時，在CO 腐蝕環(huán)境下對
TLC的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，冷凝率是影響TLC主
要因素，CH COOH能夠促進(jìn)頂部腐蝕，但是由于測
試時間只有2 d，無法斷定與小孔腐蝕的相關(guān)性。層
流中，BLC速率是TLC的1O倍左右，致密的FeCO。
保護(hù)膜僅出現(xiàn)在TLC試樣中且遭受的是均勻腐蝕，
BLC有局部腐蝕但無致密保護(hù)膜生成。
2005年，Mendez等人 研究CH3COOH、乙二
醇化合物抑制劑對TLC影響，結(jié)果表明乙二醇沒有
明顯影響TLC速率。二項(xiàng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時間短，沒達(dá)到
腐蝕穩(wěn)定狀態(tài)，也沒有明顯點(diǎn)蝕出現(xiàn)。
2006年，Camacho_2 采用大型多相流環(huán)路實(shí)
驗(yàn)，絕對壓力約為300 kPa，流體溫度70℃ ，當(dāng)H s
分壓為0—13 kPa時，剛開始H S通過生成FeS膜
抑制頂部均勻腐蝕，當(dāng)實(shí)驗(yàn)持續(xù)到21 d時，腐蝕并
沒顯著降低；隨著H：s分壓變化，TLC產(chǎn)物膜以FeS
為主，在實(shí)驗(yàn)CO 、H：S分壓比下，都出現(xiàn)點(diǎn)蝕。
2007年，Zhang等人 采用環(huán)路模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
TLC預(yù)測模型可靠性，模型考慮了CO 分壓、溫度、
水冷凝率、氣體速度、CH COOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)
果與模型預(yù)測較為一致。
2009年，挪威能源技術(shù)研究院R．Nyborg等
人 采用環(huán)形管路研究少量H s對TLC影響，結(jié)
果表明少量H s顯著影響“甜性”頂部腐蝕，主要因
為腐蝕產(chǎn)物膜FeS的多孔性，不能有效保護(hù)基體。
2010年，Singer等人 研究表明，CH3COOH在
含H：s酸性TLC情況下，顯著影響FeS腐蝕產(chǎn)物膜
結(jié)構(gòu)，從而影響了均勻腐蝕速率；CH COOH也抑制
點(diǎn)蝕發(fā)展，但作者沒有給出機(jī)理解釋。
H：s酸性腐蝕機(jī)理不同于CO 甜性腐蝕機(jī)理，
目前對它理解仍然偏少。許多研究者已經(jīng)進(jìn)行了
H s對TLC影響因素研究，結(jié)果表明，TLC酸性腐蝕
· B 17 ·
第36卷第2期 煤氣與熱力
機(jī)理與酸性BLC相似，主要依靠腐蝕產(chǎn)物膜結(jié)構(gòu)類
型提供對基體保護(hù)。與甜性TLC不同，溫度是影響
酸性TLC主要因素，冷凝率其次。
4 TLC預(yù)測模型研究進(jìn)展
① 膜狀冷凝預(yù)測模型
大量實(shí)驗(yàn)室工作針對TLC機(jī)理和關(guān)鍵影響參
數(shù)進(jìn)行了研究。很多TLC預(yù)測經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、半?jīng)驗(yàn)?zāi)?
型及理論模型也逐步建立發(fā)展。
1991年，Dewaard等人 根據(jù)一些特定實(shí)驗(yàn)數(shù)
據(jù)，建立基于水冷凝率(WCR)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸?，但?
于經(jīng)驗(yàn)常數(shù)適合所有情況，現(xiàn)場測試腐蝕速率與預(yù)
測結(jié)果相去甚遠(yuǎn)。
2000年，Pots等人 根據(jù)Fe 在冷凝液中過
飽和度建立TLC預(yù)測模型，腐蝕速率是冷凝率和
Fe 濃度函數(shù)。盡管此模型考慮了冷凝過程，但是
作者沒有給出冷凝率準(zhǔn)確計算公式，所以也無法預(yù)
測腐蝕速率。
2003年，Vitse等人 根據(jù)成膜理論和努謝爾
特冷凝特點(diǎn)建立TLC預(yù)測半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｍㄟ^大量
實(shí)驗(yàn)來提高對TLC機(jī)理的理解，其中考慮了氣相、
管壁、保溫層、防腐層、水蒸氣膜狀凝結(jié)層之間的熱
量和質(zhì)量傳遞對水冷凝率的影響；考慮了腐蝕介質(zhì)
從薄膜層到管壁傳質(zhì)、水中化合物變化、腐蝕產(chǎn)物膜
形成對腐蝕過程的影響。
② 珠狀凝結(jié)預(yù)測模型
很多現(xiàn)場頂部腐蝕表面結(jié)構(gòu)分析指出珠狀凝結(jié)
可能性會更大一些，基于珠狀凝結(jié)預(yù)測頂部腐蝕模
型是以后研究的另一個重點(diǎn)。
2008年，Ziru Zhang_2 基于熱力學(xué)、氣液化學(xué)平
衡、電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)及受力分析建立隨機(jī)粒徑大
小液滴腐蝕數(shù)學(xué)模型，冷凝率計算基于熱量質(zhì)量傳
質(zhì)平衡。作者指出該模型僅可以模擬頂部均勻腐
蝕，但由于單獨(dú)液滴內(nèi)濃度不同、非均勻冷凝與小孔
腐蝕動力學(xué)發(fā)展機(jī)理關(guān)系也不是很明確，需要進(jìn)一
步研究擴(kuò)展該模型應(yīng)用范圍。
5 現(xiàn)場檢測技術(shù)進(jìn)展
① 失重法
一種實(shí)時現(xiàn)場監(jiān)測方法，也是監(jiān)測腐蝕最容易
最基礎(chǔ)的方法。具體做法為：將鋼片試樣放入管道
合適位置，持續(xù)一段時間后取出試樣進(jìn)行分析。該
技術(shù)為給定環(huán)境下管道提供了大量有效腐蝕信息，
采用SEM(掃描電子顯微鏡)、EDS(能譜儀)、XRD
(X射線衍射)及拉曼光譜分析腐蝕機(jī)理 。暴露
在腐蝕環(huán)境中給定時間后，清洗腐蝕產(chǎn)物膜后重新
稱重，腐蝕前后重量差反映了該段時間內(nèi)平均腐蝕
速率。該技術(shù)也是監(jiān)測點(diǎn)蝕的有效方法。
但是，失重法準(zhǔn)確性主要靠管道位置的選擇，不
僅給定時間下某個特定點(diǎn)腐蝕信息不能反映整個管
道實(shí)際情況，而且沿著管道不同時間不同監(jiān)測點(diǎn)腐
蝕信息可能不一樣。
② 電阻探針法
電阻探針法是另一種現(xiàn)場檢測腐蝕速率方法，
將薄金屬測試感應(yīng)元件伸人管道內(nèi)，感應(yīng)部分電阻
與薄金屬元件厚度有函數(shù)關(guān)系，腐蝕過程中厚度變
化導(dǎo)致電阻變化，從而得到管道內(nèi)腐蝕情況。電阻
探針法不需要清洗腐蝕產(chǎn)物膜，是另一種形式智能
失重檢測法 。
但是，此種方法也不能檢測局部腐蝕，另外半導(dǎo)
體腐蝕產(chǎn)物膜如FeS也會讓測試結(jié)果增加不準(zhǔn)確
性；溫度也是影響結(jié)果的一個因素，此種方法也不適
用于高溫腐蝕環(huán)境中。
③ 漏磁檢測技術(shù)
漏磁檢測是石油工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的檢測管道
內(nèi)部結(jié)構(gòu)的技術(shù)。其基本原理是鐵磁材料被磁化
后，因試件表面或近表面的缺陷而在其表面形成漏
磁場，人們可以通過檢測漏磁場的變化進(jìn)而發(fā)現(xiàn)缺
陷。漏磁法不直接檢測管壁厚度變化，通過磁通量
改變程度反映腐蝕變化情況。但是該技術(shù)要求生產(chǎn)
中斷，成本較高。
④ 超聲波技術(shù)
該技術(shù)也是油氣田常用的在線腐蝕檢測技術(shù)，
要求是剝離絕緣層靠近裸露外管壁。超聲波在被檢
管道中傳播時，若在聲路(超聲波的傳播路徑)上遇
到腐蝕缺陷(異質(zhì))時，將會在界面上產(chǎn)生反射，反
射回波被探頭接收，轉(zhuǎn)換成高頻脈沖電信號輸人探
傷儀的接收放大電路，經(jīng)過處理后在探傷儀的顯示
屏上顯示出與回波聲壓成正比的回波波形，根據(jù)顯
示的回波幅度可以評估腐蝕缺陷大小。
6 TLC緩蝕技術(shù)研究進(jìn)展
控制TLC，一般采用兩種基本方法：冷凝率減
小、緩蝕劑達(dá)到管道頂部。
管道隔熱保溫是控制冷凝率較普遍方法。另
外，由于大部分管道涂覆多層保溫防腐材料，保溫層
局部破壞或脫落可能會造成嚴(yán)重的TLC。
· B 18·
龔智力，等：濕氣管道頂部腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展 第36卷第2期
1993年，Erickson等人 模擬含有緩蝕劑水滴
從管道底部到頂部輸運(yùn)模式可能性，結(jié)果表明，在高
氣體流速以及70％持液率時所夾帶的水滴，只有不
到1％水滴能夠達(dá)到管道頂部，且這些水滴在冷凝
水中溶解率較高。
傳統(tǒng)緩蝕劑注入方式較難緩解TLC危害，大量
開拓性技術(shù)研究輸送緩蝕劑達(dá)到管道頂部。2001
年，Gunaltun等人 。。推薦了一種間歇處理技術(shù)來解
決TLC。緩蝕劑被充滿在帶著塑料球的清管器中
間，清管器隨著液體一起流動，并通過實(shí)驗(yàn)研究優(yōu)化
緩蝕劑濃度、間歇個數(shù)、流動速度等參數(shù)。文章作者
同時也指出這種技術(shù)缺點(diǎn)是要中斷油氣生產(chǎn)，且在
某些情況下很難確定間歇處理頻率，對油氣輸送生
產(chǎn)干擾較大。
2007年，E．N．Freeman等人_3 介紹一種帶V
形噴射裝置清管器，水溶性緩蝕劑注入管道底部。
清管器在清掃同時通過噴嘴在以45。方向噴射緩蝕
劑達(dá)到管頂，從而實(shí)現(xiàn)對TLC減緩或控制。其缺點(diǎn)
仍然是要中斷油氣生產(chǎn)，從而限制大規(guī)?，F(xiàn)場應(yīng)用。
2012年，Jevremovi 等人 發(fā)明一種泡沫發(fā)生
裝置，用來產(chǎn)生含有緩蝕劑的泡沫并達(dá)到管道頂部，
實(shí)現(xiàn)對TLC減緩。作者指出這種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是不用
中斷生產(chǎn)，根據(jù)現(xiàn)場需要盡可能多采用這種技術(shù)。
含有緩蝕劑泡沫周期性連續(xù)不斷注人管道，形成泡
沫段塞，泡沫不斷擴(kuò)散并覆蓋在管壁上。目前還沒
看到這種技術(shù)現(xiàn)場先導(dǎo)性試驗(yàn)，不能確定有哪些不
利因素產(chǎn)生，比如增加壓力降等。
氣相緩蝕劑也是一種頗有前景的緩蝕TLC技
術(shù)。注入液相中氣相化合物通常具有中和、易于形
成泡沫優(yōu)點(diǎn)，且由于易氣化，也較易在底部液相、氣
相、頂部冷凝液中建立平衡。但是同時Sehmitt等
人 也指出，氣相化合物也易于增加安全隱患，譬
如火災(zāi)。
乙二醇一般注入管道內(nèi)防止氣體水合物生成，
當(dāng)管道中有相當(dāng)數(shù)量的乙二醇時，能夠降低水蒸氣
分壓，從而減小冷凝率和TLC發(fā)生。1993年，Ny—
borg等人 采用多相流管路研究了乙二醇對TLC
影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冷凝液含有烴類化合物時，隨著氣相
中乙二醇減少，會導(dǎo)致更多TLC發(fā)生。
7 結(jié)語與展望
① 濕氣管道的頂部腐蝕主要發(fā)生在濕氣管道
與外部存在快速熱交換的管段，與流態(tài)、有機(jī)酸、甲
醇、冷凝率和坡度等有關(guān)，是一個復(fù)雜的過程。對濕
氣輸送過程認(rèn)識不足是目前國內(nèi)頂部腐蝕研究發(fā)展
緩慢的一個主要原因。一些理論上可行的防止頂部
腐蝕的方法(如在濕氣管道經(jīng)過低溫區(qū)時使用良好
的保溫絕熱層，減少水蒸氣在管壁上的冷凝，或在管
道中使用霧化的液相緩蝕劑，或使用長鏈、效果良好
的氣相緩蝕劑)也未見報道。頂部腐蝕防護(hù)有待進(jìn)
一步加強(qiáng)研究。
② 薄液層下的頂部腐蝕，由于液膜的緩沖性
能較差，液膜厚度的變化對腐蝕反應(yīng)影響更大。頂
部腐蝕因而更為局部化且隨時間而變化，反應(yīng)過程
也更為復(fù)雜。傳統(tǒng)的電化學(xué)測試方法由于僅能測量
樣品的統(tǒng)計平均信息，難以準(zhǔn)確表征管道內(nèi)表面液
相的不均勻分布造成的腐蝕不均勻性，因此，在獲取
該環(huán)境下的局部腐蝕信息上存在一定困難。所以，
在研究天然氣管道的頂部腐蝕時可借鑒微區(qū)電化學(xué)
測試方法，這將是表征腐蝕表面電化學(xué)分布特征的
一種更為有效、可靠的手段，也為點(diǎn)蝕腐蝕動力學(xué)機(jī)
理提供有效研究方法。
③ 加強(qiáng)對管道內(nèi)頂部珠狀凝結(jié)換熱原理、凝
結(jié)液滴移動理論的研究，基于珠狀凝結(jié)頂部腐蝕預(yù)
測技術(shù)研究剛剛起步。尚未建立基于珠狀凝結(jié)普適
性頂部腐蝕預(yù)測模型，將各種影響因素考慮在內(nèi)的
更具一般性的模型有待提出和驗(yàn)證；對局部腐蝕的
預(yù)測準(zhǔn)確性有待提高。
④ 管道頂部在單一液滴內(nèi)建立濃差電池時電
偶腐蝕也可能發(fā)生；另一方面，液滴在管道頂部分布
具有隨意性，非均勻冷凝可能是管道頂部小孔腐蝕
動力學(xué)又一種可能機(jī)理。這兩種機(jī)理需要進(jìn)一步通
過實(shí)驗(yàn)或模型驗(yàn)證，兩種機(jī)理相對重要性權(quán)重需要
進(jìn)一步量化確認(rèn)。
⑤ 在管道頂部夾帶液滴力學(xué)分析對于液滴沉
積影響也是以后值得探究的方向。
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