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摘要：目前榆林气田采用湿气输送工艺，管道内含有少量 CO2、微含 H2S 等酸性组分、携带的高矿化度地层水以及机械杂质对管道产生不同程度的腐蚀，随着输气管道运行时间不断延长，运行风险逐年递增。本主要简要研究分析天然气输气管道的基本腐蚀机理，针对管道腐蚀提出腐蚀检测技术，并应用在长北作业分公司的输气管网，从而进一步保障管道的安全平稳运行。
关键词：湿气输送;管道腐蚀;检测;安全
一、天然气管道腐蚀机理分析
管道腐蚀有内、外部位的腐蚀;另外，根据腐蚀成因还可以分为生物化学、电化学以及化学腐蚀等。其中由于细菌等的生命活 动加速或引起金属的细菌腐蚀称为生物化学腐蚀;而电解质溶液中失去电子而被溶解的金属，也就是与电流流动有关的，金属在电解质中发生的一种腐蚀就是电化学腐蚀;管道金属与管道、空气以及土壤中的各种化学介质发生化学反应，金属表面流失均匀且不发生化学能向电能转化的的腐蚀被称作化学腐蚀。
1、内腐蚀
内部腐蚀现象主要和化学元素有关。在天然气运输的工程中往往伴随着水分，这些水分久而久之就會在管道内壁上形成一层亲水膜，对管道内部进行电化学腐蚀。另一方面，由于天然气中含有各种各样的化学物质和气体，对管道内部也存在一定的腐蚀作用。
2、外部腐蚀
天然气管道的外部腐蚀就是管道表面所发生的腐蚀，这种腐蚀现象经常出现在地下管道以及架空管道上。通常而言，架空管道的腐蚀通常是由于化学腐蚀所造成的，因此对管道的损害不大，造成腐蚀漏气的几率不高。然而，地下管道经常会面临电化学腐蚀，有可能产生管道泄漏的情况。
3、地质环境的影响
天然气管道在埋地环境下，主要受细菌、土壤以及杂散电流等的腐蚀。土壤的电化学腐蚀主要是由于土壤空隙中含有空气以及含有一定盐的离子导电性的水，且由于金属材质的电化学以及物理化学性质的不均匀性所产生的。另外，土壤中的硫酸盐还原菌将可溶硫酸盐还原成硫化氢与铁，形成细菌腐蚀。而管道附近高压电力线路产生的二次感应交流电流叠加在管道产生的具有破坏作用的电流形成了杂散电流腐蚀，腐蚀量小，但集中腐蚀性强。
4、大气腐蚀
当天然气管道暴露在大气环境中时，由于管道中饱和的天然气受到外界压力的作用，其表面就会形成一层水膜，同时，气体会对液体进行吸卷，引导水膜不断前进，当水膜达到20-30分子厚度时，就会转并成为电解液膜，造成化学腐蚀。当气体的流动速度越快时，水膜针对管道的腐蚀速率也就越快。另一方面，当天然气管道处于纯净的水膜中，就不会形成管道腐蚀的电解液膜，但大气中的水分子通常含有各种腐蚀性化学分子，比如，水溶性盐类和酸性物质。因此，大气腐蚀是天然气管道腐蚀的原因之一。
二、天然气管道腐蚀检测的目的
为避免管道腐蚀的发生，通过对管道腐蚀情况及阴保系统进行科学的检测，获取腐蚀数据，从而揭示腐蚀机理和规律，找出防腐层、阴极保护系统等缺陷并加以修复和改进，评价现有腐蚀防护措施效果，预测研究管道的预期寿命，以提高管道的完整性，保证管道的安全运行。因此针对管道腐蚀我们提出采取腐蚀检测技术，进一步安全管理管道。其主要目的在于，一是为科学管理与决策提供依据，在管道的长期运行过程中，管道外防腐层需要检测防腐效果，对不合格的点位需要进行及时的开挖验证及开挖修复。二是预防事故的发生。管道内部因素、运行参数变化、外部因素导致管道腐蚀。采用腐蚀检测可以有效地检测管道腐蚀状况，如发现阴保电流值骤然变化，便于立即检查阴保系统，及时找出问题所在，以防止重大事故的发生。三是预测管道的寿命。通过腐蚀检测可以准确地掌握管道正常运行时的腐蚀速率，可以预测管道的使用寿命，做到管道安全运行。四是改善管道的运行状态，提高管道的可靠性，延长管道的运行周期，取得较大的经济效益，使管道在接近设计的最佳条件下运行，对管道的安全、维护人员的安全、减少环境污染等方面起到有益作用。
三、天然气管道腐蚀检测工作内容
结合天然气管道腐蚀机理的理论基础，基于风险的腐蚀检测评价为指进一步开展天然气管道腐蚀检测工作。我们主要利用腐蚀检测技术对管道进行基础信息调查、宏观检验、管道腐蚀环境检测与基本评价，其中环境检测评级包括土壤腐蚀性检测评价、杂散电流干扰腐蚀检测评价，对于管道腐蚀防护系统的检测评价包括外防腐层状况检测与评价、阴极保护有效性检测评价，管道使用评价包括了管系应力分析、剩余强度评定、剩余寿命预测等主要工作内容。具体评价检测步骤如下：
（1）原始资料收集及审查。
（2）宏观检测。通过沿管道徒步行走排查的方式，检查管道走向，统计地面装置、穿跨越地段、违章、交叉等。每 30m 记录一次埋深，并进行地区等级划分等。
（3）管道敷设环境调查。等距法测量土壤电阻率，利用 MICROCOR 技术测量土壤腐蚀速率。记录交流杂散电流 直流杂散电流干扰，对土样进行土壤理化性能分析等。
（4）外防腐层不开挖检测。一是通过 PCM 和 DCVG 防腐层破损点定位、腐蚀严重程度、腐蚀活性，等级划分。二是通过防腐层数据处理（ESREC）软件，对管道防腐层状况优劣评价。
（5）阴极保护系统检测。包括站场绝缘接头测试，恒电位仪运行状况调查，测试桩通断电位，全线 CIPS 密间隔检测。
（6）管道风险评估。通过对第三方破坏、腐蚀、设计、误操作、泄漏影响指数五方面因素评分，计算得出绝对风险等级和相对风险等级。
（7）开挖检测。包括防腐层和管体检测。对已开挖点进行修复。
（8）管系应力分析。利用 CAESAR II 软件对管道系统建模，模拟管道系统的实际情况，并考虑实际情况中比较苛刻的工况对管道模型进行计算。通过计算结果来判断管道系统的载荷以及应力情况。
（9）管道剩余强度评价。对管道减薄程度进行分析，评估管道安全等级，是否能继续使用;
管道剩余寿命预测。判断管道剩余使用寿命，计算再评价时间间隔。
四、结论
通过对管道腐蚀机理的简要介绍我们进一步了解管道运行过程中受到腐蚀的基本原因，腐蚀检测技术的应用，在我们日常管道运维管理中起到了重要的作用，并且具有深远的意义。结合管道腐蚀检测技术，我们制定了相应的工作内容，在今后的生产运行过程中也将进一步实施。相信在该技术的应用下，我们能够进一步提升管道安全运行的管理水平，延长管道的使用寿命，稳定天然气的储运。
参考文献：
[1]任永飞，胡元甲.管道防腐技术在油气储运中的全程控制与应 用分析[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（10）
关键词：湿气输送;管道腐蚀;检测;安全
一、天然气管道腐蚀机理分析
管道腐蚀有内、外部位的腐蚀;另外，根据腐蚀成因还可以分为生物化学、电化学以及化学腐蚀等。其中由于细菌等的生命活 动加速或引起金属的细菌腐蚀称为生物化学腐蚀;而电解质溶液中失去电子而被溶解的金属，也就是与电流流动有关的，金属在电解质中发生的一种腐蚀就是电化学腐蚀;管道金属与管道、空气以及土壤中的各种化学介质发生化学反应，金属表面流失均匀且不发生化学能向电能转化的的腐蚀被称作化学腐蚀。
1、内腐蚀
内部腐蚀现象主要和化学元素有关。在天然气运输的工程中往往伴随着水分，这些水分久而久之就會在管道内壁上形成一层亲水膜，对管道内部进行电化学腐蚀。另一方面，由于天然气中含有各种各样的化学物质和气体，对管道内部也存在一定的腐蚀作用。
2、外部腐蚀
天然气管道的外部腐蚀就是管道表面所发生的腐蚀，这种腐蚀现象经常出现在地下管道以及架空管道上。通常而言，架空管道的腐蚀通常是由于化学腐蚀所造成的，因此对管道的损害不大，造成腐蚀漏气的几率不高。然而，地下管道经常会面临电化学腐蚀，有可能产生管道泄漏的情况。
3、地质环境的影响
天然气管道在埋地环境下，主要受细菌、土壤以及杂散电流等的腐蚀。土壤的电化学腐蚀主要是由于土壤空隙中含有空气以及含有一定盐的离子导电性的水，且由于金属材质的电化学以及物理化学性质的不均匀性所产生的。另外，土壤中的硫酸盐还原菌将可溶硫酸盐还原成硫化氢与铁，形成细菌腐蚀。而管道附近高压电力线路产生的二次感应交流电流叠加在管道产生的具有破坏作用的电流形成了杂散电流腐蚀，腐蚀量小，但集中腐蚀性强。
4、大气腐蚀
当天然气管道暴露在大气环境中时，由于管道中饱和的天然气受到外界压力的作用，其表面就会形成一层水膜，同时，气体会对液体进行吸卷，引导水膜不断前进，当水膜达到20-30分子厚度时，就会转并成为电解液膜，造成化学腐蚀。当气体的流动速度越快时，水膜针对管道的腐蚀速率也就越快。另一方面，当天然气管道处于纯净的水膜中，就不会形成管道腐蚀的电解液膜，但大气中的水分子通常含有各种腐蚀性化学分子，比如，水溶性盐类和酸性物质。因此，大气腐蚀是天然气管道腐蚀的原因之一。
二、天然气管道腐蚀检测的目的
为避免管道腐蚀的发生，通过对管道腐蚀情况及阴保系统进行科学的检测，获取腐蚀数据，从而揭示腐蚀机理和规律，找出防腐层、阴极保护系统等缺陷并加以修复和改进，评价现有腐蚀防护措施效果，预测研究管道的预期寿命，以提高管道的完整性，保证管道的安全运行。因此针对管道腐蚀我们提出采取腐蚀检测技术，进一步安全管理管道。其主要目的在于，一是为科学管理与决策提供依据，在管道的长期运行过程中，管道外防腐层需要检测防腐效果，对不合格的点位需要进行及时的开挖验证及开挖修复。二是预防事故的发生。管道内部因素、运行参数变化、外部因素导致管道腐蚀。采用腐蚀检测可以有效地检测管道腐蚀状况，如发现阴保电流值骤然变化，便于立即检查阴保系统，及时找出问题所在，以防止重大事故的发生。三是预测管道的寿命。通过腐蚀检测可以准确地掌握管道正常运行时的腐蚀速率，可以预测管道的使用寿命，做到管道安全运行。四是改善管道的运行状态，提高管道的可靠性，延长管道的运行周期，取得较大的经济效益，使管道在接近设计的最佳条件下运行，对管道的安全、维护人员的安全、减少环境污染等方面起到有益作用。
三、天然气管道腐蚀检测工作内容
结合天然气管道腐蚀机理的理论基础，基于风险的腐蚀检测评价为指进一步开展天然气管道腐蚀检测工作。我们主要利用腐蚀检测技术对管道进行基础信息调查、宏观检验、管道腐蚀环境检测与基本评价，其中环境检测评级包括土壤腐蚀性检测评价、杂散电流干扰腐蚀检测评价，对于管道腐蚀防护系统的检测评价包括外防腐层状况检测与评价、阴极保护有效性检测评价，管道使用评价包括了管系应力分析、剩余强度评定、剩余寿命预测等主要工作内容。具体评价检测步骤如下：
（1）原始资料收集及审查。
（2）宏观检测。通过沿管道徒步行走排查的方式，检查管道走向，统计地面装置、穿跨越地段、违章、交叉等。每 30m 记录一次埋深，并进行地区等级划分等。
（3）管道敷设环境调查。等距法测量土壤电阻率，利用 MICROCOR 技术测量土壤腐蚀速率。记录交流杂散电流 直流杂散电流干扰，对土样进行土壤理化性能分析等。
（4）外防腐层不开挖检测。一是通过 PCM 和 DCVG 防腐层破损点定位、腐蚀严重程度、腐蚀活性，等级划分。二是通过防腐层数据处理（ESREC）软件，对管道防腐层状况优劣评价。
（5）阴极保护系统检测。包括站场绝缘接头测试，恒电位仪运行状况调查，测试桩通断电位，全线 CIPS 密间隔检测。
（6）管道风险评估。通过对第三方破坏、腐蚀、设计、误操作、泄漏影响指数五方面因素评分，计算得出绝对风险等级和相对风险等级。
（7）开挖检测。包括防腐层和管体检测。对已开挖点进行修复。
（8）管系应力分析。利用 CAESAR II 软件对管道系统建模，模拟管道系统的实际情况，并考虑实际情况中比较苛刻的工况对管道模型进行计算。通过计算结果来判断管道系统的载荷以及应力情况。
（9）管道剩余强度评价。对管道减薄程度进行分析，评估管道安全等级，是否能继续使用;
管道剩余寿命预测。判断管道剩余使用寿命，计算再评价时间间隔。
四、结论
通过对管道腐蚀机理的简要介绍我们进一步了解管道运行过程中受到腐蚀的基本原因，腐蚀检测技术的应用，在我们日常管道运维管理中起到了重要的作用，并且具有深远的意义。结合管道腐蚀检测技术，我们制定了相应的工作内容，在今后的生产运行过程中也将进一步实施。相信在该技术的应用下，我们能够进一步提升管道安全运行的管理水平，延长管道的使用寿命，稳定天然气的储运。
参考文献：
[1]任永飞，胡元甲.管道防腐技术在油气储运中的全程控制与应 用分析[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（10）