含硫天然氣集輸管網(wǎng)腐蝕控制探討

宋立東（中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司川中油氣礦，四川 遂寧 629000)

含硫天然氣集輸管網(wǎng)腐蝕控制探討

宋立東（中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司川中油氣礦，四川 遂寧 629000)

隨著天然氣使用在人們生產(chǎn)生活中越發(fā)的普遍，關(guān)于天然氣的開發(fā)與輸送方式也受到了前所未有的關(guān)注。而在此過程中，含硫天然氣不僅容易對(duì)集輸管網(wǎng)帶來腐蝕，同時(shí)腐蝕泄露后還會(huì)伴有嚴(yán)重的安全隱患。由此，本文便從含硫天然氣的腐蝕原理出發(fā)，并集合天然氣集輸管網(wǎng)的設(shè)計(jì)提出具體的防腐控制方法，以期為各位讀者提供參考。

含硫天然氣；集輸管網(wǎng)；腐蝕控制；探討

1 含硫天然氣腐蝕集輸管網(wǎng)的原因

在天然氣的輸送過程中，需要借助集輸管網(wǎng)來完成其集輸過程，而含硫天然氣中攜帶的電解質(zhì)溶液一旦與鋼管道之間產(chǎn)生了密切接觸，那么則會(huì)在其表面形成不均勻的差異，繼而對(duì)管網(wǎng)造成腐蝕作用。該腐蝕的類型屬于電化學(xué)腐蝕。從實(shí)際情況來看，種類各異的電解液根據(jù)溫度、濃度、流速的差異，其所能給鋼管道造成的腐蝕程度也是明顯不同的。當(dāng)電解液中含有水成分時(shí)，在水分子的作用下，含硫天然氣中便會(huì)產(chǎn)生正氫離子。此時(shí)鋼管的內(nèi)部的極化劑便會(huì)讓含硫天然氣轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆涓g性能的氣體，并同管道內(nèi)部的鐵元素相互結(jié)合成為正電位，而此時(shí)對(duì)于鋼管道所造成的腐蝕情況也會(huì)加劇。

腐蝕機(jī)理：

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。

陽極反應(yīng)：Fe-2e Fe2+

陰極反應(yīng)：2H++2e Had(鋼中擴(kuò)散)+HadH2

陽極反應(yīng)的產(chǎn)物：Fe2++S2-FeS

2 含硫天然氣集輸管網(wǎng)腐蝕控制的有效方法

2.1 在設(shè)計(jì)階段的防腐處理辦法

要在設(shè)計(jì)階段做好含硫天然氣集輸管網(wǎng)的防腐管控工作，關(guān)鍵應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行把握：

其一，進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芫W(wǎng)選材。集輸管網(wǎng)作為含硫天然氣的運(yùn)輸載體，也是保證整個(gè)環(huán)節(jié)安全穩(wěn)定的關(guān)鍵點(diǎn)，所以確保管網(wǎng)具有較好的防腐蝕能力，也成為選擇管網(wǎng)的一項(xiàng)重要條件。舉例來說，在對(duì)含硫天然氣進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程中，通常會(huì)遇到一些低洼部分，而在這些低洼處則容易造成腐蝕性液體的集聚，在長時(shí)間的運(yùn)輸途中，這種腐蝕性的沖擊便極易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。所以，為了避免管道內(nèi)部存在低洼部分，該部分管段可以采用低合金或碳鋼等材質(zhì)的鋼管道則往往可以達(dá)到平整效果，并且還能對(duì)硫化物的腐蝕性起到一定的降解作用。

其二，做好關(guān)于管網(wǎng)的保護(hù)設(shè)計(jì)工作。要達(dá)到防腐效果，工作人員可以在管道內(nèi)壁涂敷保護(hù)層，以此減輕或防止腐蝕危害。通常情況下看，在管道內(nèi)涂上致密的保護(hù)層，在增加材料成本的同時(shí)，也能夠?qū)艿赖氖褂脡勖M(jìn)行延長。所以從長遠(yuǎn)情況來看，這種投入也是可行的。例如，無溶劑型的環(huán)氧聚酯涂料、新型環(huán)氧樹脂、芳胺固化環(huán)氧涂料、H04-1磁漆、H05-1等，都可作為非CRA復(fù)合管道中的防腐涂料。

其三，在設(shè)計(jì)階段就考慮采用氣液的分輸?shù)姆绞健８鶕?jù)硫化氫的腐蝕機(jī)理，硫化氫只有溶解在水中才具有腐蝕性，降低天然氣中液體的含量可以有效的抑制電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，采用氣液分輸?shù)姆绞娇梢詷O大的降低管道內(nèi)液態(tài)水的含量，有效控制腐蝕速率，同時(shí)也可以明顯的增強(qiáng)后期運(yùn)行過程中緩蝕劑的緩釋效果。

2.2 在輸送程中的防腐控制方法

當(dāng)含硫天然氣的集輸管道處于運(yùn)行狀態(tài)中時(shí)，要對(duì)其展開防腐可控制，則需要從以下幾個(gè)方面著手加強(qiáng)注意：

其一，向集輸管網(wǎng)添加緩蝕劑。該種方法主要是利用了化學(xué)試劑，從而達(dá)到防腐效果。通過添加緩蝕劑能夠?qū)崿F(xiàn)較為明顯的腐蝕控制效果，而其主要的運(yùn)用方式可以分為加注與批處理兩種不同形式。首先，要采取加注方式來完成緩蝕劑的添加，需要確保所添加的化學(xué)藥劑數(shù)量必須同天然氣中的水含量相互適應(yīng)。為了使緩釋劑能有效保護(hù)管道，可以采用定期批處理與連續(xù)加注的方式，該種處理方式類似于向管道內(nèi)添加防護(hù)膜，從而達(dá)到相同的防腐目的。

其二，電化學(xué)防腐也是管道輸送過程中的一項(xiàng)重要腐蝕控制手段。含硫天然氣之所以能夠?qū)敼芫W(wǎng)造成腐蝕后果，主要在于電化學(xué)能夠產(chǎn)生反應(yīng)效果。而將電化學(xué)防腐納入到控制腐蝕中，通常也能收獲到較為顯著的效果。在當(dāng)前實(shí)踐中，主要采用的還是陰極保護(hù)法，通過讓電化學(xué)產(chǎn)生變化使金屬材料電勢(shì)變低，繼而使得集輸管網(wǎng)可以受到保護(hù)，并有效避免了腐蝕侵害。該方法所具有的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在抗干擾性強(qiáng)、對(duì)管道外腐蝕的保護(hù)效果好，保護(hù)范圍更廣等方面。

3 結(jié)語

天然氣在我國不僅獲得了極為廣泛的運(yùn)用，同時(shí)開發(fā)與利用天然氣也成為較長時(shí)間范圍內(nèi)的重要趨勢(shì)。因而，加強(qiáng)含硫天然氣集輸管網(wǎng)腐蝕控制技術(shù)研究，不僅對(duì)于保障管道運(yùn)輸安全有著重要作用，同時(shí)也是天然氣領(lǐng)域要獲得不斷突破的必由之路。由此，只有深化其技術(shù)方法探究，并將探索得出的經(jīng)驗(yàn)積極投入到實(shí)踐中，才能最終使得我國的天然氣事業(yè)能夠更上一層樓。

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宋立東（1981-）男，漢族，四川遂寧人，工程師，主要從事天然氣地面集輸管理工作。