浅谈埋地天然气管道的防护

随着天然气工业的发展,国内天然气管道建设在迅猛增长。防腐蚀措施是管道建设的重要组成部分,在管道建设中应予以充分重视。文章就天然气管道的有效防腐蚀措施作了较为全面的论述,着重介绍了性能较好的几种涂层的优缺点及涂敷工艺,对阴极保护及有机覆盖层与阴极保护的关系也作了详细的阐述。     

渤海海底输送油气海水管道的防护

海底输送原油、天然气和注海水管道的铺设是项投资巨大的永久性工程,一般要求管道在不加维修的情况下能够保护20年以上。但在腐蚀十分苛刻的海洋环境中,欲使其达到安全服役20年以上,必须搞好管道的内外防腐蚀工作。 根据渤海海上油气田多年开发的实践,本文综合地叙述了渤海海上油田输送原油、天然气、海水的不同类型海底管道的外防腐蚀涂层、立管及其护管的涂层、补口涂层材料的制作、施工技术、质量控制要求;采用铝—锌—铟系牺牲阳极的设计、制造、安装、检验等有关技术问题;防止原油、天然气、海水中的腐蚀性介质对海底管道内壁腐蚀所应用的方法。同时,本文也提出了海底管道防腐蚀设计、建造、施工中所采用的有关国际规范与标准。     

海底天然气管道防腐涂敷应用探讨

近年来,中国海洋石油天然气开发向深海海域不断扩展,管道外防腐处理已成为影响海底管道寿命及安全的重要因素。三层聚乙烯(3 LPE)防腐涂层是中国目前常用的海底管道防腐涂敷工艺,而三层聚丙烯(3 LPP)防腐涂层的应用相对较晚,但因两者理化性质不同,在不同环境下的涂层选择也不同。为避免单一防腐涂层的不足,结合3 LPE和3 LPP防腐涂层选择的主要因素以及这两种涂层在不同条件下的使用特点,在某深水天然气荔湾3-1项目天然气外输管道的防腐方案设计中,依据环境影响条件和涂层选择特点,近岸KP 0~KP 10采用3 LPP防腐涂层、KP 10~KP 261采用3 LPE防腐涂层的联合方案,完成海底管道的防腐涂敷并成功投入使用,这种新的防腐涂层选择方法和思路为以后的海底天然气管道防腐涂敷提供了借鉴。     

SL-Ⅱ型补口机及其在海底管道内涂层补口中的应用

介绍了SL-Ⅱ型钢质管道内涂层补口机的结构、技术性能及其在埕岛天然气集输管线内补口施工中的应用。该补口机具有摄像观察功能、高效除锈功能和焊口内涂层补口功能。用于管道内防腐补口,施工质量稳定可靠,与其它管道内防腐补口方式相比,该工艺技术简单,操作方便,施工费用较低。     

基于模糊理论的在役管道内涂层寿命评价方法

由于管道内涂层无法直接检验、检查,因此对在役管道内涂层运行期可靠性评估和寿命评价尤为重要。为提高在役管道内涂层寿命评价的科学性和合理性,提出一种基于模糊理论的在役管道内涂层寿命评价模型。该模型利用模糊变换将分层指标的模糊评价转换为总体模糊评价,结合评语集可求出最终评分。阐明该系统模型结构和具体步骤,结合某天然气管道减阻内涂层实际情况确定的指标体系为4个一级指标和24个二级指标,并应用于在役5年的天然气管道减阻内涂层寿命评估,绔果表明是可行的。     

埋地天然气管道防腐技术

随着石油天然气管道工程建设的发展,管道防腐技术不断提高,防腐涂层领域也取得了许多成果,各种新材料、新技术不断涌现,形成了现代天然气管道防腐体系。管道防腐涂层新技术主要有双层熔结环氧粉末防腐技术、热喷涂防腐技术、喷涂聚脲弹体技术以及改性聚乙烯防腐层技术。     

油气管道内防腐涂层性能研究

油气管道内防腐涂层的失效是一个长期过程,为了研究服役后管道内涂层的性能,截取了某干线服役管段,针对管道内涂层开展了附着力试验、剥离试验、磨损试验、盐雾试验、浸泡试验、气鼓泡试验、水压鼓泡试验和柔韧性试验等研究。结果表明,服役后的管道内涂层耐磨性及附着力较好,经盐雾试验和水浸泡试验后涂层出现轻微鼓泡现象。总的来说,该涂层在服役环境下具有较好的防腐性能,能够满足石油管道的使用要求。     

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西部大开发是我国国民经济建设的一个新战略,“西气东输”工程是西产开发第一号工程。西气东输工程将要建设从新疆至上海的大口径长输天然气管线,管线的内外涂层体系是西气东输工程的基本构成之一,涂层质量的好坏,关系到长输管线长期安全稳定运行;涂层结构的优化程度,关系到是否能经济高效地进行管道工程建设。因此,天然气长输管道内外涂层技术经济分析,是目前我国石油工程决策界、技术界十分关注的热点问题。针对该长输管道、本文介绍了通过管道内涂层改善天然气流动效率,从而提高管输能力,并防止内壁腐蚀的经济效益。同时还介绍了管道外腐蚀涂层的种类和如何根据管道所经地区的具体情况选择经济适用的外防腐涂层。     

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四川气田含Ｈ２Ｓ和ＣＯ２的天然气管道内壁腐蚀环境恶劣、腐蚀情况较为严重。气田从开发生产以来已发生过数十起因管内腐蚀引起的输气管道爆破事故,造成了很大的损失,影响了气田的安全生产。采用内防腐涂层是抑制管道内壁腐蚀的有效手段。氢渗透检测技术可通过在现场监测涂层膜下腐蚀反应产生的氢渗透电流的变化情况,综合评价实际工况条件下介质的腐蚀性和管道内防腐涂层的性能。利用该技术,在四川气田川西北矿区含Ｈ２Ｓ天然气管道上对耐Ｈ２Ｓ、ＣＯ２专用内防腐涂料的防腐效果进行了分析、评价。     

天然气长输管道阀门电动执行机构国产化研制

目前我国天然气长输管道阀门电动执行机构主要依靠进口,增加了天然气管道建设和运营成本,制约了天然气管道行业的发展。有必要开展天然气长输管道设备的国产化研究,在大口径天然气管道上使用国产电动执行机构替代国外进口产品,提高我国天然气管道设备的保障能力。中国石油西气东输管道公司联合4个厂家开展了天然气管道阀门电动执行机构的研制工作,对标国外先进产品关键指标,制定了电动执行机构研制技术条件,完成了首批国产化电动执行机构的产品设计、样机试制、工厂试验和产品工业性试验。国产化电动执行机构产品的性能达到了研制技术条件要求和国内外相关技术标准要求,具备批量生产条件,电动执行机构国产化定型产品可在天然气长输管道建设中推广应用。     

基于十八醇磷酸酯单乙醇铵盐的天然气减阻剂室内评价

目前,降低天然气输送阻力、提高管道输送能力的方法包括管道内涂层减阻技术和天然气管输减阻剂技术。由于内涂层技术在施工上存在种种缺陷,因而对天然气管输减阻剂的研究成为天然气输送领域的新热点。为此,根据天然气管输减阻剂的减阻机理,在已有的高碳醇磷酸酯盐合成工艺的基础上,设计合成了十八醇磷酸酯单乙醇铵盐（OPEM）作为天然气管输减阻剂样品,利用室内环道评价系统对其0.1、0.2、0.3 g/100 mL的乙醇溶液减阻效果进行了评价。结果表明,该样品具有一定的减阻效果,在0.2 g/100 mL浓度时其减阻效果最好,减阻率在140 m^3/h流量条件下达到最大值8.0%。并采用L₁₆（5⁴）正交表设计了正交实验对其合成工艺进行了优化,得到最佳工艺条件为：酯化时间为6 h,酯化温度为70 ℃,物料比为3.5∶1,加水比为1∶1,水解温度为90 ℃。     

国外天然气管道非开挖安装、修复及更换技术

目前,我国天然气管道行业主要面临多数老龄期天然气管道需要修复或更换、天然气管道的建设速度与天然气需求量的增速高度不匹配等问题,如何高效安装、修复和更换天然气管道便成为我国大力推动天然气市场发展需要解决的重点问题。为此,在分析我国天然气管道非开挖安装、修复和更换技术需求的基础上,围绕天然气管道非开挖安装、修复及更换技术,对国外已成熟应用的技术进行了全面介绍,并分析了非开挖系列技术的发展方向。结论认为:(1)天然气管道非开挖安装技术正处于不断改进的阶段,并正在朝着"能够适用于各种类型的土壤、能够铺设更大管径的管道、能够以更快的速度施工"的方向发展;(2)我国目前非开挖修复和更换技术所面临的问题主要体现在缺乏评价管道修复或更换的质量标准、缺乏具有非开挖修复和更换技术经验的设计和施工人员;(3)国外非开挖修复技术已能够适用于城镇燃气中低压管道,但对于高压管道其应用还存在着一定的局限性,因此提高内衬材料强度是解决该问题的关键;(4)天然气管道非开挖检测、安装、修复(或更换)技术需要形成完整的体系,才能更有利于提高管道完整性管理的水平。     

输气管道工程设计规范修订建议

近几年我国天然气发展迅速,已建或者在建中的输气管道在各方面都已进入世界大型输气管道的行列。这些大型输气管道经过的地区、地形、地貌、地质状况较为复杂,与现行版本规范编制时的技术基础条件有较大的变更,现行规范已不能满足目前在建管道建设需要,宜进行必要的修改和调整。针对目前我国大型输气管道建设中执行的标准,设计系数取值,管道与周围建构筑物间距控制,线路截断阀及放空管设置和设计与施工标准要求的统一等方面提出意见和建议,供规范修订和输气管道工程建设研究参考。     

天然气中的汞腐蚀

介绍了含汞天然气的分布情况及天然气中汞的主要危害,研究了汞对铝及其它金属的腐蚀机理,重点阐述了汞对铝的齐化腐蚀和液态金属脆化（LME）机理。汞对不同金属的腐蚀程度有很大差异,对铝质设备造成严重腐蚀,对以碳钢、合金钢、不锈钢为材质的管道和设备的腐蚀性较弱。提出了脱除天然气中的汞,降低天然气中汞含量是防护汞腐蚀最有效的措施,同时认为使用防汞腐蚀涂层材料、即时清除管道和设备中聚积的汞和定期检测汞腐蚀情况等工艺措施也可降低汞腐蚀风险,预防汞腐蚀事故的发生。     

发展是第一要务——再议天然气管道“独立”

最近互联网上流传的中石油(中国石油天然气集团公司)管道资产"拆分"方案,有些混淆视听,有必要从理论与现实的角度进行理性的辨析。为此,通过厘清所有权与经营权的法理区别,并参考美国与欧盟的天然气产业发展经验,认为天然气管道经营权需要独立,而所有权不必拆分;通过对我国天然气管道现状与前景的分析,指出我国必须加快发展与完善天然气管道,破除阻碍我国天然气产业发展的瓶颈。天然气在我国能源消费结构中的比重以及有关天然气"减排"能力的数据表明,发展天然气有利于改善我国能源消费结构、保障我国能源安全;再结合对天然气管道"独立"的利弊及其所需条件的分析结果,结论认为:现阶段我国天然气管道既要适当"独立"以免限制天然气增产,也不能彻底"独立"以免伤及企业修建天然气管道的积极性;政府需要发挥能动作用,为实现天然气管道完全"独立"创造有利条件,包括加强规划、监管,放开天然气上、中游的准入限制。     

制定中国天然气质量标准的紧迫性

文章综述了国内外现有的天然气质量标准和相关规范,结合我国天然气市场的特点,从天然气与现有城市煤气的可置换性、LNG项目供气系统的设计、国内大小气田或油田伴生气田集输处理设施及其集输管网与全国主干管网联结的规划和设计、天然气大用户的系统和设备的规划、设计与运营,以及中国天然气作为资源优化利用提出的要求等方面阐明了建立全国统一的天然气质量标准的重大意义及其紧迫性。     

Screening of the high voltage overhead transmission lines impacts on the neighboring metallic gas pipelines based on the distributed KOH-PCs

Buried metallic pipelines are used to transmit the natural gas and petroleum products to the citizens. Sometimes these pipelines are constructed in the same pathway of the overhead transmission lines (OHTLs) to save the additional right-of-way cost, and to avoid the destruction of agricultural lands. AC voltage is induced on these pipelines by the power lines electric and magnetic fields. There are many mechanisms that describe the AC voltage inducing on these pipelines; capacitive coupling describes the pipelines induced voltage by the power lines electric field, inductive coupling characterizes the induced voltage caused by the OHTLs electromagnetic fields and conductive coupling is created in buried pipelines near to OHTLs by earth fault current. In the present paper the induced voltages of pipelines created by OHTLs due to the different couplings are investigated in normal condition of operation as well as line to ground fault. The current of the coating discharging and AC corrosion are investigated. The induced overvoltage appears on the natural gas pipeline is measured in steady state condition of the transmission circuits operation. Moreover, this paper represents the mitigation of the induced voltages by using two different KOH-PCs systems.     

老区块气田集输管网的阴极保护

老区块气田集输管网使用年限长，管道外防腐蚀层破损严重，普遍存在腐蚀现象。而且由于管网分布复杂，部分管道压力较高，对其实施阴极保护时不适合安装绝缘接头。文章结合中国石油化工股份有限公司中原油田分公司天然气产销厂的天然气集输管网工程，介绍了6个集气站集输管网的阴极保护情况。     

小口径钢管道内涂层挤涂工艺技术及设备

在高含水油田，用于油气集输及污水回注的钢质管道受到日益严重的内腐蚀，胜利油田油建一公司研究开发的D48～180mm钢管道内涂层挤涂工艺技术及设备，满足钢管道内壁除锈及内防腐涂层的质量要求，较好地解决了内涂层上薄下厚和弯头、不易挤涂的难题。本文介绍挤涂工艺流程、挤涂器、设备技术参数、特点及应用效果。     

国内天然气管道强度设计系数的评估研究

采用管道单一强度设计系数方法无法科学地反映管材性能、管道施工和管道运行维护水平。为了克服上述方法的不足并评估和改进现行《输气管道工程设计规范》(GB 50251—2015)中规定的天然气管道强度设计系数,采用基于可靠性的天然气管道设计方法,针对国内近4×10~4 km已建天然气管道,根据管道压力、管径、管材钢级等划分了258种计算工况;在满足天然气管道目标可靠度的前提下,应用国内的管材、焊接情况、腐蚀情况和运行维护情况等统计数据,经过大量迭代计算得到了天然气管道的临界壁厚,并反推得到了不同工况下的天然气管道等效设计系数。研究结果表明:①从一级地区到四级地区,由可靠性方法反推得到的天然气管道强度设计系数均随管道管径的增大而逐渐增大;②小管径工况的天然气管道强度设计系数一般小于国家标准规定值;③大管径工况的天然气管道强度设计系数则大于国家标准规定值。进而分别对不同地区等级的小管径管道(管径不大于508 mm)、中等管径管道(管径介于508~711 mm)和大管径管道(管径介于711~1 219 mm)的强度设计系数进行了细化和调整,增强了其合理性。