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天然氣管道腐蝕原因分析與防護措施

文檔作者：魏忠革文檔來源：中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司北京分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月16日
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理論 · 實踐
158 | 2016年06月
1 天然氣管道腐蝕原因
1.1 管道內(nèi)腐蝕
天然氣管道在長期工作過程中，管道內(nèi)壁直接與輸送介質(zhì)
接觸，會混雜許多CO2、H2S、Cl-、溶解氧以及高礦化度水等，隨
著輸送壓力、溫差以及流體流動速率的變化影響，管道內(nèi)壁會
出現(xiàn)不同程度的腐蝕，主要原因如下：①在飽和壓降的條件下，
天然氣管道內(nèi)會出現(xiàn)自由液相，管內(nèi)一般會形成氣、固、液三相
共存的狀態(tài)，隨著三相混流物沖刷和腐蝕共同作用，會加深對
管壁的腐蝕，尤其是在彎頭處管壁因腐蝕變薄，容易形成氣體
泄漏事故；②高溫高壓加劇腐蝕速率，輸送溫度的升高，不僅加
快了酸性氣體與管壁的反應(yīng)速率，同時也提高了土壤硫化物對
外壁的腐蝕程度，然而壓力的升高會激發(fā)酸性物質(zhì)的活性和運
動能力，一般情況下，高溫高壓條件下，會加劇管道管材的腐蝕
速率；③電化學(xué)腐蝕，天然氣管道內(nèi)存在酸性溶液時，會水解出
H+，發(fā)生酸性化學(xué)反應(yīng)后，管內(nèi)壁保護膜遭到破壞，腐蝕介質(zhì)會
進入管道管壁晶體內(nèi)，破壞了金屬晶體結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生電化學(xué)
腐蝕[1-3]。
1.2 管道外腐蝕
天然氣長輸管道外腐蝕現(xiàn)象時有發(fā)生，管道途徑地區(qū)土
壤環(huán)境、當?shù)販夭钜约肮艿啦馁|(zhì)等是影響管道外壁腐蝕的主要
原因，據(jù)調(diào)研，目前選擇外防腐層和陰極保護防腐比較多，一般
會采取外防腐層和陰極保護等技術(shù)手段來防止外腐蝕的發(fā)生
[2-4]。外防腐層材料要參考當?shù)赝寥劳临|(zhì)進行選取，一旦管道外
防腐層的破壞，隨后的采取的陰極保護效果也會大打折扣。
2 管道腐蝕試驗
2.1 溫度對管道腐蝕影響
天然氣管道腐蝕原因分析與防護措施
魏忠革( 中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司北京分公司, 北京 100085)
摘要：天然氣長輸管道在輸送過程中，途徑崎嶇的地形、惡劣的天氣以及變化的溫差等，大大增加了天然氣管道腐蝕風(fēng)險和幾率。
本文主要從天然氣管道內(nèi)外腐蝕原因出發(fā)，詳細研究了腐蝕發(fā)生的機理和嚴重性，并研究溫度和降解產(chǎn)物對管道腐蝕速率的定量
關(guān)系，管輸溫度盡量不超過100℃，過高會加劇管道壁面的腐蝕速率，降解物質(zhì)甲基一乙醇胺有機物腐蝕速率最高，應(yīng)盡量減少生
成。從防腐層和陽極保護方面提出了具體的防腐保護措施，防腐層材料的選擇應(yīng)具備6 條性能要求，陰極保護分為外加電流法和
犧牲陽極保護法，針對具體腐蝕性質(zhì)做出合理的防腐措施。研究結(jié)果對天然氣管道安全、合理運行具有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：天然氣；管道；腐蝕；防護
實驗溶液：40%MDEA 水溶液、1.358mol/L CO2 和
0.589mol/L H2S，影響結(jié)果如下。
由上圖可知，溫度的增加會導(dǎo)致氣、液相腐蝕速率變快
[2-4]。溫度在100℃時，氣、液相腐蝕速率出現(xiàn)拐點，整體還是呈
上升的趨勢。實驗結(jié)果表明溫度變化對管壁表面膜結(jié)構(gòu)、密度
和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此，在保證管道管材的質(zhì)量下，管輸溫度
盡量不超過100℃，過高會加劇管道壁面的腐蝕速率。
2.2 降解產(chǎn)物對管道腐蝕影響
室內(nèi)溫度為130℃，溶液：體積分數(shù)為0.7% 的降解有機物
和MDEA 溶液，觀察實驗反應(yīng)變化，如圖2 所示。
由圖2 可知，不同的降解產(chǎn)物在40% 的MDEA 水溶液腐
蝕速率均有所不同，降解產(chǎn)物的存在導(dǎo)致了腐蝕速率不同程度
的加快。甲基一乙醇胺有機物腐蝕速率為0.06mm/a，比其他
降解產(chǎn)物腐蝕速率都要高，相對于空白試驗腐蝕速率增加了11
倍以上。N,N,N,N- 四( 羥乙基) 乙二胺腐蝕速率為0.05mm/
a。腐蝕速率最低的是1,4- 二甲基哌嗪，僅為0.01mm/a。實驗
結(jié)果表明：管輸過程中應(yīng)嚴格控制降解產(chǎn)物的產(chǎn)生，防止管道
進一步腐蝕。
3 防護措施
3.1 防腐層
天然氣輸送過程中，一般具有壓力高、距離長、范圍廣和流
量大等特點，沿途會遇到崎嶇的地形、惡劣天氣以及溫度變化。
天然氣在管道輸送過程中，對管壁防腐層選材方面要綜合考慮
土壤土質(zhì)、運輸條件以工藝技術(shù)要求，才能在保證輸送量的基
礎(chǔ)上，做到經(jīng)濟、合理和可靠[3-4]。選擇防腐層一般要具備以下
幾個條件：①電絕緣性好；②耐陰極剝離能力強；③機械強度
圖1 溫度與腐蝕速率關(guān)系圖2 降解產(chǎn)物與腐蝕速率關(guān)系
2016年06月 | 159
高；④抗彎耐磨性能高；⑤粘接性好；⑥化學(xué)穩(wěn)定性高。
3.2 陰極保護法
陰極保護分為外加電流法和犧牲陽極保護法。①外加電流
法；將被保護管道與外加直流電源負極相連，而把另一輔助陽
極接到電源的正極，在管道和輔助陽極間建立較大的電位差。
便于調(diào)節(jié)電流和電壓，具有保護距離長且保護距離可調(diào)和使用
范圍廣等優(yōu)點。②犧牲陽極保護法：在待保護管道上連接更低
電位的金屬或合金，從而形成一個新的腐蝕電池。保護原理是
用電極電勢比被保護金屬更低的金屬。
圖3 外加電流的陰極保護法示意圖 圖4 犧牲陽極保護法示意圖
4 結(jié)語
天然氣輸送過程中，一般具有壓力高、距離長、范圍廣和流
量大等特點，沿途會遇到崎嶇的地形、惡劣天氣以及溫度變化，
詳細分析了外輸管道內(nèi)、外壁腐蝕原因，并針對腐蝕問題進行
了防腐措施研究，管道內(nèi)腐蝕是長輸天然氣管道腐蝕的主要形
式，管輸溫度盡量不超過100℃，過高會加劇管道壁面的腐蝕速
率，同時盡量減少降解產(chǎn)物的生成。從防腐層和陽極保護方面
提出了具體的防腐保護措施。選擇合適的材料和防腐措施可以
有效的降低管道的腐蝕性。
參考文獻：
[1] 祝馨. 長輸管道的腐蝕與防護[J]. 石油化工腐蝕與
防護,2006,23(1):51-53.
[2] Berdzenishvili I G.Functional Corrosion-Resistant
Enamel Coatings and Their Adherence Strength[J].Acta
Physica Polonica A,2012,121(1):178-180．
[3] Hosseini S M A,Jafari A H,Jamalizadeh E.Self–
healing corrosion protection by nanostructure sol-gel
impregnated with propargyl alcohol[J]. Electrochimica
Acta,2009,54(28) :7207-7213.
[4] 唐誼平, 李建新, 黃子陽，等. 長輸管線外防護腐層技
術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展討論[J]. 腐蝕與防護，2009,30(12) :860-864.
作者簡介：魏忠革(1967- )，男，山東聊城人，工程師，2007 年
畢業(yè)于長江石油大學(xué)石油與天然氣開采專業(yè)，主要從事油氣田集輸
及處理，原油和成品油庫及原油和成品油管道設(shè)計、施工、投產(chǎn)工作。
1 投標國際背景
世界經(jīng)濟的增長，對石油資源的需求量在不斷增加。截至
2015 年底，中國石油消費對外依存度首次突破60%，今年石油
需求將繼續(xù)平穩(wěn)增長。石油資源作為重要的戰(zhàn)略資源，對國家
經(jīng)濟發(fā)展、政治穩(wěn)定以及社會發(fā)展具有直接影響。針對我國的
國情，積極有效地參與國際石油企業(yè)合作，拓展海外市場，既能
彌補我國石油企業(yè)發(fā)展動力不足、技術(shù)水平不高等問題，又能
充分利用國外石油資源，切實保障石油供需安全。在與國際石
油企業(yè)合作中，主要以招投標方式競爭承包商企業(yè)。一般國際
招標分為公開招標和邀請招標[1-3]。我國國際工程承包商在面
對復(fù)雜的國際市場競爭局面，必須要夯實自己的技術(shù)，優(yōu)化結(jié)
構(gòu)管理水平，提高核心競爭力，降低自身企業(yè)存在的經(jīng)營風(fēng)險，
才能在國際石油企業(yè)競爭市場立足。
2 國際工程項目投標難點和策略
國際石油工程項目投標最為主要的問題包括融入當?shù)夭?
略、招標國注冊登記、聘請招標國代理人、聯(lián)合策略、最佳時機
策略。
(1) 融入當?shù)夭呗裕菏侵竿稑似髽I(yè)應(yīng)該采取有效地、合理
地方法進入招標國所在地區(qū)，了解當?shù)貙ν鈦砥髽I(yè)管理政策，
融入當?shù)仄髽I(yè)文化氛圍，贏得國外企業(yè)招標優(yōu)勢。
(2) 在招標國注冊登記，可以使承包企業(yè)享受和所在國公
司相應(yīng)的待遇、以及相應(yīng)的法律保障，也可為承包企業(yè)申請工
程項目提供便利。在國際石油工程項目投標時，可以享受更多
政策優(yōu)惠，承包企業(yè)在工程實施過程中涉及到的進口設(shè)備物資
是需要出示注冊登記證明，這樣就少了很多不必的麻煩，也可
國外某石油工程
招投標項目分析
高超 付翔
( 中國石油集團海洋工程有限公司, 北京 100000)
摘要：我國石油企業(yè)在與國際石油企業(yè)合作中，主要以招投標
方式競爭承包商企業(yè)，只有充分了解到投標國背景、國際工程
項目投標難點，制定相關(guān)競標策略，夯實自己的技術(shù)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)
管理水平，提高核心競爭力，降低自身企業(yè)存在的經(jīng)營風(fēng)險，才
能在國際石油企業(yè)競爭市場取得一定優(yōu)勢。該文以東亞某國石
油工程招投標項目為例，詳細闡述了招投標項目包括的主要內(nèi)
容：評標、保函、代理、招投標文件、報價和問題澄清，同時報價
是石油工程項目投標的核心，相關(guān)報價一定要與實際情況相符
合的，投標中簽不單單是指投標企業(yè)具有良好的資格信譽以及
技術(shù)，更多的是要制定準確的報價，隨著我國相關(guān)法律法規(guī)的
不斷健全和完善，優(yōu)化企業(yè)資源配置，使企業(yè)在參與投標競標
顯得更為靈活，為激烈的市場競爭贏得了信心。
關(guān)鍵詞：石油工程；項目；投標；招標；工程

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