在役输气管道腐蚀剩余寿命预测技术研究

王小伟 龚泉龙 康凯 王强

摘要：我国的天然气长输管道可达4.8万公里，但是在天然气迅速发展的时候往往会造成一些问题的发生，其中安全问题一直是大家所关心的问题，管道公司对事故的预测能力可以很好的预防事故的发生，通过对在役输气管道腐蚀剩余寿命预测技术的研究就可以帮助管道企业提升预测风险能力，只有这样才能够最大限度地减少事故的发生和减少经济损失，所以对在役输气管道腐蚀剩余寿命预测技术的研究非常有必要。

关键词：在役输气管道;剩余寿命;预测技术

通过管道来运输天然气是一种比较安全的输送方式，但是由于各种人为因素、材料自身因素和自然环境的因素导致管道的发生腐蚀。天然气本身就是一种易燃易爆品，一旦发生管道腐蚀泄露就会对人体和环境造成一定的危害性，虽然管道企业已经做出相关的维护措施，但是还是有一些意外因素出现，造成输气管道发生腐蚀。

腐蚀剩余寿命预测技术对于天然气管理来讲是一种非常重要的管理技术，一些发达国家已经通过该技术获得了更多的经济效益和社会效益，所以我国也应该借鉴国外现有的技术，来研究和制定适合我国管道的腐蚀剩余寿命预测技术，以便能够帮助我国的管道维护和管理，并且可以运用到新管道的设计和路线研究中去，对我国天然气管道建设非常有帮助。

1输气管道腐蚀的因素

1.1管道材质及工艺

输气管道的材质问题以及施工工艺在管道的运行初期就会容易发生管道泄漏事故，因此在日常工作过程中，应当加强对管道材质的检查，工作一旦发现腐蚀现象，需要及时进行更换。

1.2防腐层脱落

输气管道在建设初期都会在管道内壁涂抹一层防护层，能够有效缓解输气管道的腐蚀速度。造成防腐层脱落的主要原因是由于输气管道随着使用年限的增加，防腐层的使用寿命达到极限，在该条件下防腐层就会失去原有的工作意义，但是防腐层脱落现象只会在部分区域进行出现，因此在日常工作过程中应当加强管道的检测工作，一旦发现防腐层脱落，应当及时进行处理，避免造成更大的经济损失。

1.3流体的不稳定性

输气管道在进行工作过程中，由于其输送介质压力的高低不同，流速也存在差异，并且输送介质中含有杂质的多少都会对管道的内壁造成影响，甚至会与管道发生电化学反应加速了管道的腐蚀破坏。一旦管道内壁的某个区域发生腐蚀，其腐蚀程度就会逐渐扩大，特别是对于流压过高区域对管道所形成的应力腐蚀现象。因此在工作过程中需要及时对管道进行检测并更换腐蚀管道。

1.4阴极防腐措施失效

為了避免管道发生电化学腐蚀，通常情况下会在输气管道的外部增加阴极保护措施，能够有效抑制管道内电子的一种从而避免管道内部形成电流场是管道与液体的反应，速度减缓，从而实现防腐效果，但是随着时间的不断推移，管道中的应急保护会因为出现水保护层而导致防腐能力减弱，从而失去了应急防护的意义。

2腐蚀剩余寿命的预测方法

（1）根据埋地管线电化学腐蚀机理的预测模型。该方法首先需要对腐蚀缺陷的形态以及发展进行分析，然后根据电化学腐蚀精力进行相应的推导功能。从而能够有效得出输卵管的腐蚀缺陷的与时间表达式，该方法主要适用于长输管线的土壤腐蚀。

（2）基于几次腐蚀检测数据的可靠性概率剩余寿命预测模型。该方法在使用过程中，首先要了解防腐层的老化时间，进而得出不同区域内的管线防腐层老化时间也会有所不同。

（3）基于依据定期全线腐蚀检测数据为基础的剩余寿命预测模型。该预测模型需要在数据充分的条件下才能够使用，能够充分显示出输气管道不同地区的服务是发展情况，预测结果和可信度较高，但是在实际应用过程中所产生的费用较高，目前我国很少采用定期检测，因此该模型在实施过程中的规模较小。

（4）记忆人工神经网络理论的管线寿命预测模型。该模型需要通过不同的防护因素所造成的复试结果信息进行确定，并且该网络操作较为复杂，由于腐蚀因素的随机性较大，因此实验样本及现场数据的局限性较高，因此在实际运行过程中无法准确获得相应的腐蚀因素，评判过程复杂，操作性较差，因此所预测的结果需要进行提高。

3输气管道的安全寿命评估

输气管道的安全寿命评估包括以下几项内容：对在役管道的监测强度结果进行评估，并制定完善的管道运营策略，从而确定输气管道的安全寿命以及更换时间。对输气管道的安全寿命评估通常是根据输气管道内最小壁厚或者最大腐蚀程度进行对比分析。在输气管道的运行过程中，管道失效概率会随着管道运行年限而增加，通过多方面的研究分析，当输气管道使用寿命超过20年以后，输气管道的安全寿命失效概率就会迅速上升。输气管道的安全寿命评估可以对管道腐蚀情况进行确定，输气管道的安全寿命评估需要和管道腐蚀的失效预测进行结合，从而才能够得出在役输气管道的使用寿命。

对于各种安全因素给输气管道所造成影响，一般失效概率为一年一个周期，这样才能更好地保护输气管道，输气管道失效评估与安全寿命预测设计应该注重在管道失效时总概率，在计算过程中不要忽略任何一种失效概率，但是也不能重复使用失效概率。在不同天气、不同环境的条件下进行失效概率计算，只要这样才能更加完善管道失效的总概率，在此该过程中计算数据会非常多，并且比较复杂，需要借助计算机来计算。

4结束语

综上所述，输气管道发生腐蚀的主要原因是由于管道材质以及所施工工艺较差、防腐层脱落或者输送流体的不稳定性以及外界影响因素的原因，导致输气管道发生腐蚀。通常情况下，采用输气管道剩余寿命预测方法能够有效减少输气管道发生泄漏事故现象的发生，不同的预测方法，在实际运行过程中的效果也会有所不同，因此需要结合管道的实际情况进行选择使用。另外，针对输气管道的腐蚀原因，需要进行实地调查和实验，才能够得出管道腐蚀与环境因素之间的影响，进而建立可靠的输气管道腐蚀失效预测方法。

参考文献

[1]邱春斌.输气管道的腐蚀剩余寿命预测研究[J].内蒙古石油化工，2009：21.

[2]李晗，高涛.输气管道腐蚀因素及剩余寿命预测研究[J].石化技术，2018：101.

[3]崔月冬[1]，王昌酉[1]，梁开武[1]，李森[1，2].输气管道腐蚀剩余寿命预测方法的研究进展[J].中国科技博览，2016：303.

冀东油田北田公司  河北省  唐山市  063000