天然气长输管道腐蚀检验与修复技术分析

天然气长输管道腐蚀检验与修复技术分析

陆益锋

陆益锋

浙江省特种设备检验研究院浙江杭州310000

摘要：天然气作为一种清洁型能源，在经济环保理念大力推行的时代中，社会对其需求量呈现出逐年递增的形式。天然气的运输对管道表现出强烈的依赖性，金属为构建管道的主要材料，在长期的埋设环境中，极易出现腐蚀问题，此时管线强度有所降低，管道固有结构的完整性受到影响，其运转的安全性得不到切实的保障。所以积极的探寻天然气长输管道防腐蚀措施，能够在延缓其应用年限发挥巨大的作用。基于此，本文详细探讨了天然气长输管道腐蚀检验与修复技术，旨在延长天然气输送管道的使用寿命。

关键词：天然气长输管道；腐蚀检验；修复技术；分析

随着我国经济的高速发展，以煤炭为主的能源消费对环境造成了严重的污染。天然气作为一种新型的清洁能源，具有很好的应用市场，长输管道防腐工作的好坏将直接关系到天然气输送的安全性和可靠性以及天然气输送管道的使用寿命。因此，做好加强天然气管道防腐工作是至关重要的。

1天然气长输管道腐蚀原因分析

金属在自然界中与氧气结合发生化学变化，进而会导致其损坏。天然气的输送管道按照腐蚀的部位，可以划为内壁腐蚀与外壁腐蚀。其中内壁腐蚀与电化学腐蚀的原理类似，因为天然气中自带的水分在管道上面形成的亲水层，为其形成电化学腐蚀提供了条件，此外，天然气中的一些化学物质，与金属管道自身发生化学反应，形成腐蚀。而外壁腐蚀不仅在埋地管道上，架空的钢管也会出现外壁腐蚀，架空的管道上面常常涂以保护类的东西进行防护，而埋地的管道腐蚀是全面性的，管道厚度的腐蚀比较均匀。电化学腐蚀在埋地管道外壁的腐蚀较为普遍，此外还有一些其他原因导致的腐蚀。

天然气管道的输送介质属于易燃、易爆物质，介质中含有的硫化氢、二氧化碳、游离水、粉尘等杂质，使敷设的管道处于内外腐蚀条件，加上环境、地质、气象和水文灾害、管材及设计缺陷、操作失误乃至人为破坏等因素，管道的安全受到众多因素的威胁。管道发生爆破、泄漏、停输等事故不仅造成巨大财产损失，而且也危害到生态环境。

输气管道由于所处环境和输送介质的不同，引起的腐蚀情况也不同。按照腐蚀部位可分为：内壁腐蚀和外壁腐蚀。按照形态可分为：全面腐蚀和局部腐蚀。按照发生机理可分为：化学腐蚀和电化学腐蚀。

2天然气长输管道腐蚀检检测技术

2.1管道内检测技术

管道内检测指的是应用各种检测技术真实地检测和记录管道的基本尺寸、管线基本状况、管道内外腐蚀状况、焊缝缺陷以及裂纹等情况。其原理是通过装有无损检测（NDT）设备及数据采集、处理和存储系统的智能清管器（PIG）在管道中的运行，完成对管体的逐级扫描，从而达到对缺陷大小、位置的检测目的。目前，最常用的内检测方法有漏磁腐蚀检测和超声波腐蚀检测。

漏磁检测的原理是在检测器工作过程中，对铁磁性的被测管道施加磁场，在管道缺陷附近会有部分磁力线漏出被测管道表面，通过分析磁敏传感器的测量结果得到缺陷的相关信息。漏磁（MFL）检测技术主要用于检测腐蚀或擦伤造成的管道金属损失缺陷，有时也可以检测出裂纹缺陷、凹痕和起皱。

超声检测技术是最适于检测裂纹的一种技术。它是一种动态的整体无损检测技术，利用灵敏的仪器接收和处理采集到的超声导波，通过对声发射源特征参数的分析和研究推断出材料或结构内部活动缺陷的位置、状态变化程度和发展趋势，既可以检测管道的内部缺陷，也可以检测管道的外部缺陷。

2.2管道外检测技术

管道外检测技术主要是指在地面不开挖条件下，采取外检测技术对埋地钢制管道外覆盖层以及阴极保护效果进行检测评价。目前，已有许多先进技术及设备被广泛应用于国内的管道防腐层检测中。在实际操作中，经常运用的管道外防腐层检测方法有：标准管/地（P/S）电位测试、密间距电位测量法（CIPS）、皮尔逊（PERSON）检测、直流电压梯度测试技术（DCVG）及多频管中电流衰减法（PCM）。

下面主要介绍多频管中电流衰减法（PCM）在管道检测中的具体操作方法：用信号发射机从管道检查头（或阴极保护电流供入点）向管道施加某一特定频率或多个频率的激励信号，激励信号自发射点开始沿着管道两侧传输，管中电流信号强度将随着管道距离的增加而衰减，管道电流流经管道时，在管道周围产生一个磁场，利用接收机在管道上方按一定间隔检测管中激励信号的强度。当管道防腐层性能均匀时，管道中的电流衰减率与距离成线性关系，管道防腐层绝缘性越好，涂层的绝缘电阻值越高，电流衰减越小。若存在电流的异常衰减段，证明存在电流的泄漏点或管道分支点，通过分析可判断出防腐层的绝缘性能下降以及破损的部位，再使用“A字架”精确定位防腐层破损点。

3天然气管道修复技术

3.1翻转内衬修复技术

翻转内衬技术修复管道的原理是以浸透热固性树脂的纤维增强软管或编织软管作为管道的衬里材料，采用气压或液压法将此软管翻转进地下管道内，并使浸透热固性树脂的一面贴附在钢管内壁表面并压紧，然后采用热水或蒸汽使软管上的热固性树脂固化，形成一层坚硬的“管中管”结构，从而使已发生破损或失去输送功能的地下管道在原地原位得到重建和更新。

3.2HDPE复合结构管道修复技术

穿插衬装高密度聚乙烯（HDPE）管是一种全新的管道修复技术。该技术将高密度聚乙烯管插入需要修复的旧管道内，利用原旧管道的刚性和强度为承力结构以及高密度聚乙烯管耐腐蚀、耐磨损、耐渗透等特点，形成“管中管”复合结构，使修复后的管道具备钢管和HDPE管的综合性能。该技术对旧管线清洗要求低，减少了清管时间和投入，不仅施工周期短、费用低，而且可将管道的接头数目降到最低，减少了停产时间。同时，修复后管道的可靠性得到了最大限度的提高。对于腐蚀严重或泄露的旧铁管和钢管，内衬HDPE构成结构性复合管，可达到恢复管线功能、延长使用寿命的目的。HDPE管大幅度地提高了在役旧管道的承压能力、耐腐蚀性能和输送能力，而其成本仅为钢管的40%左右。

4结束语

综上所述，天然气长输管道腐蚀一直是威胁管网运行安全的首要因素，管道腐蚀常年处于可抢修不可预测的状态。通过定期对管道进行外腐蚀检测和内检测，为管道的完整性管理提供依据，对管道的破坏进行预期判断，达到预防和控制的作用，确保油气长输管道安全、平稳运行。

参考文献：

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