流速對(duì)天然氣輸氣管道腐蝕的影響規(guī)律研究

郭嘉 張婷 王寧

摘要：通過分析天然氣管道的腐蝕機(jī)理，了解天然氣管道的腐蝕類型，對(duì)在流速作用下輸氣管道腐蝕規(guī)律的進(jìn)行深入分析，歸納總結(jié)流產(chǎn)誘導(dǎo)腐蝕出現(xiàn)的各種情況，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，有利于提高天然氣輸氣管道的使用壽命，進(jìn)而增加天然氣企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：流速;天然氣輸氣管道;腐蝕

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)已經(jīng)取得了非常顯著的成就，其中是天然氣行業(yè)的發(fā)展能夠直接影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，但是天然氣管道在運(yùn)行過程當(dāng)中經(jīng)常會(huì)面臨較多，天然氣管道腐蝕是一種比較常見的現(xiàn)象，一旦天然氣管道發(fā)生腐蝕會(huì)嚴(yán)重影響管道性能，由于天然氣管道發(fā)生腐蝕的影響因素較多，其中高速流體對(duì)天然氣腐蝕規(guī)律的影響較為嚴(yán)重，因此需要加強(qiáng)在流速作用下天然氣輸氣管道發(fā)生腐蝕的研究

1.天然氣管道的腐蝕機(jī)理

天然氣管道與所處環(huán)境介質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致天然氣管道發(fā)生變質(zhì)或者損壞，從而引起管道腐蝕現(xiàn)象，輸氣管道的腐蝕類型主要包括以下幾種：

（1）電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕發(fā)生的環(huán)境大多為潮濕環(huán)境，天然氣管道一旦與電解質(zhì)發(fā)生接觸，就會(huì)造成腐蝕現(xiàn)象，從而影響天管道性能。

（2）化學(xué)腐蝕。天然氣在生產(chǎn)過程中利用管道進(jìn)行運(yùn)輸，管道為金屬材質(zhì)，與腐蝕性介質(zhì)進(jìn)行接觸，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成金屬材料發(fā)生氧化反應(yīng)，造成腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，從而影響管道的正常運(yùn)行。

（3）應(yīng)力腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂。天然氣管道在應(yīng)力和電化學(xué)腐蝕作用下，腐蝕速度會(huì)加快，甚至?xí)l(fā)生斷裂現(xiàn)象。在沒有應(yīng)力的作用下，電化學(xué)腐蝕不會(huì)特別嚴(yán)重，如果沒有電，化學(xué)腐蝕材料也不會(huì)再用力作用下發(fā)生斷裂，因此應(yīng)力腐蝕主要包括腐蝕疲勞、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂、應(yīng)力腐蝕開裂等類型。

2流速對(duì)輸氣管道腐蝕規(guī)律的影響

2.1流場(chǎng)誘導(dǎo)電化學(xué)腐蝕

流產(chǎn)發(fā)生變化的部位除了內(nèi)壁會(huì)承受一定的沖刷力，促進(jìn)輔食部位發(fā)生物質(zhì)交換，并且還會(huì)抑制致密保護(hù)膜的形成，從而會(huì)嚴(yán)重影響到緩蝕劑作用的發(fā)揮，尤其是針對(duì)天然氣管道內(nèi)壁已經(jīng)不光滑的條件下，局部流速可能要高于整體流速，該部位的腐蝕速率會(huì)逐漸增大，從而會(huì)形成嚴(yán)重的局部腐蝕。

2.2流場(chǎng)誘導(dǎo)空泡腐蝕

流產(chǎn)在發(fā)生突變時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流，在管道表面會(huì)形成氣泡，在該條件下發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象為空泡腐蝕，空泡腐蝕并不是簡(jiǎn)單的機(jī)械力學(xué)腐蝕，而是由于流體的電化學(xué)腐蝕對(duì)金屬所造成的影響。

2.3流場(chǎng)誘導(dǎo)沖刷腐蝕

沖刷腐蝕是指流體沖刷和腐蝕的共同作用下造成金屬表面出現(xiàn)損傷，由于沖刷和腐蝕的共同作用導(dǎo)致金屬損傷程度較大。沖刷腐蝕主要有較高的流速引起，當(dāng)腐蝕性液體中含有固體顆粒時(shí)會(huì)加劇破壞作用，由于腐蝕產(chǎn)物會(huì)直接被流體帶走，新的金屬表面會(huì)不斷裸露，因此管道的腐蝕程度會(huì)逐漸增加。

流場(chǎng)誘導(dǎo)沖刷腐蝕具有以下幾種特點(diǎn)：

（1）在流道結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，金屬表面的局部區(qū)域會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的渦流現(xiàn)象，從而加重了對(duì)管道的沖蝕現(xiàn)象，同時(shí)，渦流會(huì)導(dǎo)致腐蝕組分的傳遞速度增加，加劇了腐蝕現(xiàn)象。

（2）在流場(chǎng)發(fā)生突變區(qū)域，流體會(huì)對(duì)管道的切應(yīng)力增加，該切應(yīng)力會(huì)將腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行剝離，并讓流體帶走，從而加速管道的腐蝕。

（3）隨著時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，流產(chǎn)誘導(dǎo)腐蝕形態(tài)會(huì)進(jìn)一步影響流速，從而導(dǎo)致流道結(jié)構(gòu)與腐蝕之間發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，造成管道的腐蝕區(qū)域不斷增加。

3天然氣輸氣管道腐蝕腐蝕應(yīng)對(duì)措施

3.1采用高強(qiáng)度抗腐蝕性能材料

天然氣輸氣管道在使用過程中如果出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備性能出現(xiàn)損壞，嚴(yán)重情況下會(huì)影響天然氣輸氣管道的正常運(yùn)行，導(dǎo)致企業(yè)出現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)天然氣輸氣管道腐蝕的各種材料進(jìn)行合理選擇，在不影響天然氣輸氣管道自身性能的前提下，能夠有效延長(zhǎng)天然氣輸氣管道的應(yīng)用壽命，并且對(duì)天然氣輸氣管道的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行分析，選擇合適的天然氣輸氣管道材料。另外，加強(qiáng)輸氣管道的日常維護(hù)工作，采取相應(yīng)的防護(hù)措施，可以有效緩解腐蝕現(xiàn)象，從而有效延長(zhǎng)輸氣管道的使用壽命。

3.2設(shè)計(jì)科學(xué)化的操作工藝

輸氣管道的操作工藝在一定程度上會(huì)影響腐蝕情況，對(duì)輸氣管道采取合理的操作工藝，能夠有效降低輸氣管道在使用過程中所遭受的腐蝕影響，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸氣管道的保護(hù)工作。

（1）在設(shè)計(jì)金屬外形時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保輸氣管道外殼簡(jiǎn)單平整，避免設(shè)備存在死角，盡量使用同一種金屬，能夠有效提高設(shè)備的防腐性能。

（2）防腐期間，需要重視介質(zhì)無法到達(dá)的位置進(jìn)行，例如設(shè)備的接縫處出現(xiàn)腐蝕，從而引起應(yīng)力腐蝕或者孔隙腐蝕，這些腐蝕會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備性能，因此為了防止設(shè)備在運(yùn)行期間出現(xiàn)腐蝕情況，應(yīng)當(dāng)及時(shí)將介質(zhì)中的水分去除，并且要設(shè)置相應(yīng)的干燥、冷卻裝備。

3.3機(jī)械設(shè)備防腐措施

控制輸氣管道的腐蝕現(xiàn)象，可以對(duì)金屬表面進(jìn)行處理或者對(duì)金屬本質(zhì)進(jìn)行改善，在具體實(shí)施過程中，對(duì)輸氣管道涂刷防護(hù)材料是比較常見的防腐方法。在對(duì)輸氣管道進(jìn)行涂層處理過程中，需要選擇防腐性能良好的涂料，從而將腐蝕物質(zhì)和金屬表面進(jìn)行隔離，在具體操作過程中，需要注意輸氣管道的焊接部位以及死角位置，利用該方式不會(huì)影響設(shè)備自身結(jié)構(gòu)，并且能夠有效防護(hù)設(shè)備不會(huì)受到外界因素的影響，但是在涂抹過程中，要確保涂抹均勻，避免出現(xiàn)漏涂現(xiàn)象，合理的涂抹方法能夠有效提高設(shè)備的防腐性能。

4結(jié)束語

輸氣管道使用期間會(huì)受到各種因素的影響，而出現(xiàn)不同程度的腐蝕，從而對(duì)設(shè)備的應(yīng)用性能產(chǎn)生影響。因此輸氣管道需要結(jié)合實(shí)際作業(yè)情況，不斷完善防腐措施。根據(jù)輸氣管道的腐蝕情況，采取不同的防護(hù)措施，能夠有效提升輸氣管道在應(yīng)用過程中的抗腐蝕能力。同時(shí)，要嚴(yán)格控制流速對(duì)輸氣管道的影響，由于流速在管道接頭部位的壓力波動(dòng)較大，在該部位會(huì)產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的沖擊，導(dǎo)致管道表面出現(xiàn)裂紋，因此要采取合適的措施，減緩流速對(duì)管道的電化學(xué)腐蝕。

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