埋地天然气管道的腐蚀与防护.pdf

埋地天然号管道硇腐蚀与防护 西安市天然气总公司徐雯 摘要分析了埋地钢管的腐蚀因素及腐蚀类型，并对相应的防腐措施进行了探讨，提出应 根据不同的地质状况、土壤性质、含水量等诸多因素，选择不同的管材、防腐系统和防腐材料。 关键词天然气埋地管腐蚀对策 1 引言 城市燃气是现代化城市的一种主要能源，是 必不可少的基础设施之一。天然气作为一种清 洁、高效、方便的优质能源和化工原材料，它的开 采和利用具有显著的经济效益、社会效益和环境 效益，随着我国西气东输战略的实施，我国将有更 多的城市用上天然气。目前输气管道使用最多的 是钢管，包括无缝管、直缝管、螺旋缝管，敷设方式 一般为埋地。有实验表明，埋地钢管若不加防腐， 2 ～3 年即可能腐蚀穿孔，而若采取合理的防腐措 施，使用寿命可达3 0 年以上。例如西安市天然气 一期工程共完成高压管线3 5 k m ，干管16 0 k m ，中 压支线2 0 0 k m ，全部采用加强级环氧煤沥青防腐 蚀。从1 9 9 4 年陆续开工建设以来，经过7 年多的 跟踪检测，情况良好。而某小区一栋楼的引入管， 因当时与土建交叉施工，防腐蚀层受损，补伤、补 口遗漏而未及时发现，1 9 9 8 年底竣工的工程， 2 0 0 2 年2 月即发现泄漏，全面挖开检查，发现共 9 m 长的两根引入管上竟有1 1 个孔洞。所幸及时 发现，否则很可能酿成一起重大事故。可见，对于 埋地钢管，防腐蚀是极其重要的。 2 埋地钢管的腐蚀因素及防护 腐蚀是金属在所处的环境中受化学和电化学 作用而引起的一种损坏。埋地管道的腐蚀可分为 内壁腐蚀和外壁腐蚀两种类型。 2 ．1内壁腐蚀及防护 内壁腐蚀是由于天然气中残存的水分、O 和 H s 、c o 等酸性气体造成的类似原电池的电化学 反应和破坏金属晶格的化学反应。这两种反应都 造成管壁疏松、脱落以致穿孔，不能再承受压力和 输送天然气。对于内壁的防腐蚀，主要可从以下 2 0 0 2 年第1 6 卷第4 期 两个方面人手 ①净化天然气通常在气源地，从地下开采 出来的天然气先经过脱硫、脱水等一系列工艺，达 到国家相关标准，才进入长输管线。 ②管道内壁涂敷对管道作内壁涂敷可减少 腐蚀、输气阻力以及每年的清管次数。目前我国 已开发了钢管内表面环氧树脂静电粉末喷涂技术 及成套设备。有数据表明，对于大口径长输管线， 大约3 ～5 年即可收回内涂所花费的投资。 2 。2 外壁腐蚀及防护 管道的外壁腐蚀情况较为复杂，它与多种因 素有关，如管道的材质、组织结构的均匀性、包含 杂质的种类、数量、焊缝熔渣和机械加工残余应力 等，还与土壤性质、电阻率、含水量、p H 值、杂散电 流、干扰电流、微生物等有关。如果用被腐蚀金属 的质量来表示腐蚀速度，则有下列关系 形 i t 南 式中肛一被腐蚀金属损失的质量，g ； i 一腐蚀电流强度，A ； f 一时间，s ； 后～电化学当量。 上述因素都会影响到腐蚀电流，其中，土壤电 阻率是反映土壤腐蚀性的主要指标，土壤电阻率 越小，形成腐蚀电池的电流强度越大，腐蚀速度则 越大，反之亦然。目前埋地钢管外壁防腐蚀较为 常用的是绝缘层防腐蚀和电保护防腐蚀，两者通 常同时使用。绝缘层防腐蚀要根据管道所处地域 的地形、地貌、地质状况正确选择合理的防腐蚀材 料，目前国内外常用的有石油沥青、环氧煤沥青、 煤焦油瓷漆、聚乙烯熔结环氧粉末等。管道防腐 蚀总成本应包括以下几项因素①材料、②施工、 ③修李} 、、④安装、⑤阴极保护、⑥维修、⑦检验、⑨ 3 7 万方数据 ≥瀚麟濑麟．i 岳 S C A D A 系统无线通信设计 上海市公用事业研究所刘险峰 摘要数据采集与监控系统 简称S C A D A 系统 在业内有着广泛的应用。该文介绍了采 用2 2 0 2 4 0 M H z 无线通信方式的s c A D A 系统在其结构设计、电台、天线系统、数据接口与通 信协议等方面的设计思路和应用规则。 关键词S C A D A 系统无线通信结构设计 l 概述 数据采集与监控系统 s u p e r v i s o r yc o n t r o la n d D a t aA c q u i s i t i o nS y s t e m ，简称s c A D A 系统 一般 应用于对实时控制要求不是很高、地域较为分散 的一点对多点的数据采集、监控或调度系统。近 年来，在石油天然气、电力、市政及环境监测等领 域有着广泛的应用。 S C A D A 系统为主从结构。主站一般设在监控 中心或调度中心，从站 也称远程站 设在被监控 的现场。 s c A D A 系统主站与远程站之问的通信可采 用有线方式或无线方式。有线方式可采用自己架 设的专线，租用电话拨号线路或D D N 数据专线； 无线方式通过无线数传电台通信。自己架设专线 前期投资巨大，并容易受距离和地理位置限制， 有时很难实施，而租用电话拨号线路或D D N 专 线虽然前期投资较小，日积月累，系统的运行费 用非常昂贵。反观无线通信方式则前期投入少， 运行费用低，且组态和设置容易，非常适合作为 - - - - - - 一 - 一 - - - - - - 一一- - - - 一 - ●一 表1环氧煤沥青涂层等级及结构 等级结构 总厚度 m m 普通底漆～面漆～玻璃布一两层面漆 ≥O ．4 加强 底漆～面漆～玻璃布一面漆一玻璃布一两层面漆 ≥O ．6 特加强底漆一面漆一玻璃布一面漆一玻璃布一面漆一玻璃布一两层面漆 ≥0 ．8 设计年限等，综合以上各因素，目前国内使用较多 的是环氧煤沥青防腐蚀。它分三个等级 见表1 ， 可根据不同的要求进行选择。 电保护法又分为①外加电源阴极保护法；② 牺牲阳极保护法；③排流保护法。上述三种方法 也应根据实际情况加以选择。如外加电源阴极保 护法主要用于长输管线及市郊主干线上，在市区， 为避免对其他地下金属管网及构筑物的影响，不 能采用这种方法。 腐蚀处理。 ②管件连接采用定温自检、自动控制，不需 探伤，减少施工工序。 ③便于新用户在管道上开口，马鞍形三通冷 开口，不需动火，可在不停气的条件下操作，现场 加工方便，简化安装工艺。 P E 管有待改进的两个方面，一是高承压能力 方面；另一是降低管件价格。随着这两方面问题 的逐步解决，P E 管将有更广泛的推广前景。 3 新技术、新材料4 结语 近年来，城市中低压燃气输送系统开始采用 P E 管代替钢管。国外用P E 管做天然气管道已有 2 0 余年的历史。P E 管有其显著的优点 ①P E 管具有防化学腐蚀的特点，可省去防 3 8 埋地管道的防腐蚀问题至关重要，应根据不 同的地质状况、土壤性质、含水量等诸多因素，选 择不同的管材、防腐蚀系统、防腐蚀材料，以期达 到可靠、合理、经济的目的。★ 城市公用事业 万方数据 埋地天然气管道的腐蚀与防护埋地天然气管道的腐蚀与防护 作者徐雯 作者单位西安市天然气总公司 刊名 城市公用事业 英文刊名PUBLIC UTILITIES 年，卷期2002，164 引用次数2次 相似文献10条相似文献10条 1.会议论文 董宁.赵小兵.程明山.杜喆 重庆市埋地管道的腐蚀环境及阴极保护 2000 对重庆市头玛线天然气埋地管道沿线的土壤进行了测量与分析,确定了其土壤环境的腐蚀性.采用单只阳极近距离埋设时阴极实施保护,管道全线保护 电位稳定,保护效果良好. 2.期刊论文 董宁.赵小兵.程明山.杜喆.Dong Ning.Zhao Xiaobing.Cheng Mingshan.Du Zhe 重庆市埋地管道的腐 蚀环境及阴极保护 -材料开发与应用2000,154 对重庆市头玛线天然气埋地管道沿线的土壤进行了测量与分析,确定了其土壤环境的腐蚀性.采用单只阳极近距离埋设对阴极实施保护,管道全线保护 电位稳定,保护效果良好. 3.学位论文 景国泉 埋地管道的极限载荷计算与风险评价西气东输南京市城市天然气利用工程 2003 埋地管道被广泛用来输送油、气等流体,相对于地上的普通管道其受力状态更加复杂,故埋地管道的安全性十分重要,一旦发生破坏,后果将很严重,因 此有必要对埋地管道进行极限载荷研究与风险评价.该文主要针对南京市城市天然气利用工程的埋地管道,研究其在不同地基性质、支座包角和地面载荷 情况下的极限载荷,并进行了试验研究,同时进行了风险评价,主要研究内容与结论如下1通过有限元计算分析,研究了不同地基性质、支座包角和地面 载荷对埋地管道极限载荷的影响.结果表明地基性质和支座包角对极限载荷影响较小,硬基时,当地面载荷增加到一定值后,埋地管道的极限内压则迅速减 小,软基时,地面载荷对埋地管道的极限内压的影响不大.2该文设计了埋地管道的试验装置及系统,成功地进行了埋地管道的极限载荷试验研究,试验结 果与有限元计算结果比较表明,两者的结果基本吻合.3进行了含局部减薄缺陷埋地管道的有限元分析,表明其极限载荷低于用标准今缺陷压力容器安 全评定推荐的地上管道评定方法的计算结果.4该文在W.Kent Muhlbauer的评分法基础上建立了一种适用于埋地输气管道的风险评价方法,并对南京市 城市天然气利用工程高压管线进行了风险评价,结果表明其相对风险较小,比较完全,但仍应进一步加强防范措施,确保其安全、稳定、长期的运行. 4.期刊论文 袁洪波.宋印强.Yuan Hongbo.Song Yinqiang 环氧煤沥青防腐层辅助牺牲阳极法阴极保护防腐技术在 城市天然气埋地钢制管道上的应用 -城市燃气20053 环氧煤沥青是一种冷涂涂料,具有灵活方便的施工特点,是广泛应用于城市埋地管道的防腐涂料.牺牲阳极法阴极保护因其不需电源、管理简单、电流 分布均匀,因此,广泛应用.本文介绍克拉玛依市区中心城天然气输配工程,埋地管道所采用环氧煤沥青防腐层铺助牺牲阳极法阴极保护防腐技术的应用,分 析该防腐技术在城市天然气管道上实际应用效果,并对该防腐技术在城市天然气埋地管道上应用存在的缺陷提出了改进建议,以期不断提高城市天然气管 道的建设水平,以有利于城市燃气事业的发展. 5.期刊论文 李渊平.袁洪波.陆军全.Li Yuanping.Yuan Hongbo.Lu Junquan 城市小区天然气钢质埋地管道防腐层 检测与修复 -城市燃气20091 对埋地天然气钢质管道防腐层定期进行检测和修复,是管道安全运行的重要保证措施.本文介绍了克拉玛依市南泉小区庭院天然气钢质埋地管道的检 测方法、管道外防腐层修复等技术的应用,旨在交流管道腐蚀状况检测与修复技术的实践经验,并对检测仪器的正确使用及庭院埋地管道防腐层的修复提 出建议. 6.会议论文 肖利明.梁春芳.石荣满.程学兰.邹晓波 防腐层局部剥离对埋地管道的危害及其预防 2002 目前,人们对防腐层局部剥离造成危害的结果穿孔或开裂已有所共识,因此重新认识和深入探讨这种危害的机理、成因及其预防措施,对于实现防腐 层局部剥离的控制具有重要意义.本文研究内容一、防腐层局部剥离的危害机理，二、管道防腐层局部剥离的原因，三、可采取的预防措施。 7.期刊论文 王丽娟.田军.薛群基 油气田管道防蜡、减阻、防腐技术的发展及现状 -天然气与石油2000,184 随着新油、气田的不断开发利用 ,长距离管道输送时,管道防蜡、减阻及腐蚀防护技术变得越来越重要.本文概述了几十年来国内外油气田输送埋地 管道的防蜡、减阻和管道内外壁防腐技术发展情况,并对各种方法的利弊作了分析介绍. 8.学位论文 潘新新 城市天然气供应系统的风险评价体系研究 2008 随着经济高速发展,对城市天然气供应系统的安全可靠性要求越来越高。然而,诸多影响因素对供气系统的气源供应、输配管网、燃气应用各环节会 造成不同程度的破坏,产生巨大的经济损失。城市天然气供应系统作为整个城市经济发展的重要部分之一,研究其系统风险具有重要意义。 本文在 已有风险研究的基础之上,从城市天然气气源储备、燃气输配及应用等方面分析城市天然气供应系统的风险影响因素,着重从风险因素不确定性和系统剩 余寿命预测两个角度出发对城市天然气供应系统的风险评价进行了深入的探讨。主要内容包括以下几个部分 第一部分,分析了天然气供应系统的 风险特点,划分气源、输配、应用三个子系统,并对各子系统进行事故原因及风险分析,提出了系统风险评价体系的构想。并以城市天然气供应系统中的地 上天然气设施风险分析为例,建立了故障树分析模型,对地上天然气设施进行风险管理。 第二部分,通过对城市天然气供应系统设计、新建成、运行 阶段的风险因素分析,利用区间层次分析法计算评价体系各指标的权重,建立了系统风险评价模型,并通过风险因素的灵敏度分析,建立风险决策系统。然 后对某运行阶段城市燃气输配系统进行风险管理,并针对具体情况,提出了管网风险缓解措施。 第三部分,针对传统风险评价无法全面合理地表达系 统的复杂不确定性的不足,在管道风险指数法的基础上提出了区间指数分析法,并采用这种方法对城市燃气输配系统进行不确定性风险管理,建立了城市天 然气供应系统基于区间指数评价不确性分析的风险评价体系。区间指数评价模型考虑评价过程中的复杂不确定性,可保证评价结果的客观性,适用于事故 发生概率未知,依赖于专家评价的系统。 第四部分,通过对城市天然气供应系统的主客观信息综合处理,基于评价指标的单因素评价,应用具有组合 权重的混合评价模型进行系统的风险评价,建立了城市天然气供应系统基于信息修正不确性分析的风险评价体系。该体系适用于需结合实际情况充分考虑 数据信息与专家评价综合影响的情况。 第五部分,由于输配子系统故障的多发性和严重性以及地下天然气管道的风险复杂性和隐蔽性,针对城市天 然气供应系统的输配子系统中的天然气埋地管道的风险进行分析。主要分析了常用天然气埋地管道PE管和钢管在静载和动载作用下管道埋深、直径、壁 厚、回填土、施压位置及管道内外壁缺陷尺寸等对管道受力特性的影响。 第六部分,通过埋地管道浅埋防护的必要性研究,提出了施工过程中可行 的浅埋防护措施,采用有限元分析方法研究了各方案对埋地管道风险性的影响,并通过实验对有限元结果进行了验证。 第七部分,探讨了影响天然气 管道剩余寿命的主要因素,建立了腐蚀速率及交变载荷综合作用的管道剩余寿命预测模型,通过管道剩余寿命的预测分析,研究输配子系统的安全可靠性及 风险状况,建立了基于剩余寿命和可靠性预测的城市天然气埋地管道风险分析模型,并应用到整个供应系统,建立基于可靠性分析的天然气供应系统风险评 价体系。 最后,对本文的主要研究内容及成果进行了总结,并对本论文的进一步研究方向进行了简单的讨论。 9.期刊论文 王鸿.张弥.常怀民.WANG Hong.ZHANG Mi.CHANG Huai-min 采空区地表移动盆地对埋地管道的影响分析 -石油工程建设2008,342 分析了采空区地表移动盆地的形成原因和对埋地管道的影响,根据相关公式,对水平矿层地表移动盆地的最大沉降量、移动盆地主断面轴线长度等边 界特征值进行了计算.同时,参照有关石油行业标准,对一定长度下管道允许的最大沉降量进行计算,并列举了具体算例.通过移动盆地的最大沉降量与管道 允许的最大沉降量的比较,初步判定管道的安全性. 10.期刊论文 凃红梅.Tu Hongmei 铸铁管网改造方案的经济技术比较 -上海煤气20071 结合武汉市汉口地区D700、D600中压铸铁干管改造的具体情况,研究、探讨埋地管改造施工工艺、管道材质的选择. 引证文献2条引证文献2条 1.张艺 近年油气管道防腐技术的应用[期刊论文]-化学工程与装备 20094 2.杨赫.刘彦礼 近年我国油气管道防腐技术的应用[期刊论文]-化学工程师 200802 本文链接 下载时间2010年3月27日