管道内腐蚀直接评估技术与实践应用
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埋地钢质管道的腐蚀类型及防护摘要:在油气地面工程中,管道是输送石油资源的主要设施,随着我国经济发展水平的提高,对能源的需求逐渐增加,对油气管道的高效利用产生了积极影响。
在实践中,为提高油气管道的技术应用效果,延长埋地管道的使用寿命,有必要了解管道发生腐蚀的相关原因,积极探索切实有效的防护方法,提高管道的安全性能,避免油气管道的潜在应用价值受到不利影响,使管道处于安全稳定的应用状态,以保持良好的油气供应,具有重大的社会经济效益。
本文对埋地钢质管道的腐蚀及防护类型进行调查分析,以供参考。
关键词:钢管;埋地;腐蚀和保护1前言埋地管道大多所处环境复杂,运输介质大多具有腐蚀性,因此会出现本体破裂、穿孔等情况,严重影响管道的使用性能和安全性,影响管道的运行寿命。
如果管道被腐蚀、穿孔,将导致运输介质泄漏,威胁人们的生命健康、财产安全和社会稳定,并造成巨大的经济损失,因此,埋地管线的腐蚀防护研究,具有重大的现实意义。
2管道腐蚀管道腐蚀是指管道金属与其接触的固体、液体或气体介质发生化学反应的过程,主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀。
化学腐蚀是管道金属由于化学作用而发生的腐蚀。
例如,金属溶解在汽油和酒精等非电解质中,或在干燥空气中腐蚀。
化学腐蚀是金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
电化学反应是指金属与电解液接触,产生电流效应,金属原子会失去电子而被氧化,在这个过程中会产生电流。
金属管道的缺陷会提高管道的渗透性,增加金属管道的腐蚀介质和碳化程度,使金属管道的腐蚀越来越严重。
金属管道的腐蚀和膨胀也会导致其不断开裂,腐蚀与管道缺陷的相互作用会进一步促进金属管道的腐蚀和破坏。
随着石油工业的发展,石油的管道输送受到了特别的重视。
管道埋于地下,受酸、碱、盐等腐蚀因素的影响,造成管道外防腐层损坏、老化、开裂,导致管道穿孔、泄漏,甚至起火、腐蚀、爆炸。
同时,也会导致环境污染和资源浪费。
有必要研究一种更有效的油气气埋地管道腐蚀防护优化方法,对保障油气管道的运行安全具有重要意义。
埋地燃气管道的风险评估技术Revised by Hanlin on 10 January 2021埋地燃气管道的风险评估技术摘要:阐述了我国进行燃气管道风险评估面临的挑战。
用改进的故障树法建立埋地燃气管道阴极保护的风险评估模型,将风险评估模型的结果与现场实测、开挖结果相比较,二者基本一致。
该风险评估模型为管道的安全运行及防腐系统的修复工作提供了科学依据。
关键词:埋地燃气管道;风险评估;故障树;阴极保护燃气管道,无论是初期使用的铸铁管还是目前普遍采用的优质钢管,在使用一段时间后,都可能发生因腐蚀,超压或第三方破坏等造成的燃气泄漏或管道破裂事故。
由于燃气具有易燃、易爆的特点,所以燃气事故威胁着人民群众的生命财产安全。
尽管燃气公司在设计、施工和运行期间采取各种技术手段防止事故的发生,但由于管道所处环境复杂多变,常规的预防措施仍难以确保燃气管道长期安全地运行。
风险评估技术正是在选种需求下被引入的一种新型管理技术。
经过近30a的开发研究与应用实践,管道风险评估技术已在许多国家发挥了明显的经济效益和社会效益,并越来越受到世界各国燃气公司的重视。
由于燃气管道的建设成本高,其成本的回收率除受输送效率的影响外,还在很大程度上受管道事故损失的制约。
因此严格地说,燃气管道的风险评估实质上就是管道建设成本风险分析与经济问题的阶段评估[1]。
20世纪70年代,发达国家在二战后兴建的大量燃气管道将进入老龄阶段,这些管道承担着国家的燃气输配任务,所以最大限度地减少燃气管道的事故发生率和尽可能延长这些燃气管道的使用寿命便成为各国关注的焦点,为了解决在一条管道上合理使用维护费用这一技术难题,美国的一些管道公司开始尝试用经济学中的风险分析技术来评估燃气管道的风险性[2],并在后来的研究与应用实践中逐步建立起了燃气管道风险评估体系和各种行之有效的评估方法。
目前风险评估的方法主要有:初步危险分析(PHA)、失效模型与影响分析(FMEA)、致命度分析(CA)、故障树分析(FTA)、事件树分析(ETA)、危险性与可能性研究(HOS)等。
关于天然气集输系统新型缓蚀剂的应用研究1. 引言1.1 背景介绍随着科技的不断发展,传统的缓蚀剂已经不能满足天然气集输系统对防腐的新需求,研究新型缓蚀剂具有重要的意义。
新型缓蚀剂具有更高的缓蚀效果和更低的环境污染性,可以更好地保护天然气集输系统的设备和管道,延长其使用寿命,提高系统的安全性和可靠性。
对天然气集输系统新型缓蚀剂的应用研究具有重要的现实意义和经济价值。
1.2 研究目的1. 分析天然气集输系统缓蚀剂的作用机制,深入了解不同类型的缓蚀剂在防腐蚀过程中的作用方式,为选择合适的缓蚀剂提供理论依据。
2. 探讨缓蚀剂的分类及特点,对比不同种类缓蚀剂的性能特点和适用范围,为缓蚀剂的选择和应用提供参考依据。
3. 研究缓蚀剂在天然气集输系统中的应用案例,总结实际应用中的效果和经验,为今后的工程实践提供借鉴。
4. 探讨缓蚀剂的性能评价方法,建立科学的评价体系,为缓蚀剂的研究和应用提供指导。
通过以上研究目的,本文旨在促进天然气集输系统缓蚀剂技术的发展,提高系统的安全性和稳定性,为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
2. 正文2.1 天然气集输系统缓蚀剂的作用机制天然气集输系统缓蚀剂的作用机制是指缓蚀剂在管道内表面形成一层保护膜,以阻止金属表面与介质的直接接触,从而减少金属的腐蚀。
其具体作用机制主要包括以下几点:1. 通过吸附:缓蚀剂在金属表面形成一层吸附层,阻止介质中的腐蚀物质直接接触金属表面,降低腐蚀速率。
2. 形成保护膜:缓蚀剂能够与金属表面化合生成一层保护膜,有效隔离金属和腐蚀介质的接触,延缓金属腐蚀过程。
3. 电化学阻抗:缓蚀剂可以改变金属表面的电化学性质,提高金属的阻抗,减少电化学反应,降低腐蚀速率。
4. 阻止氧化还原反应:缓蚀剂能够抑制金属的氧化还原反应,降低金属的腐蚀程度。
5. 降低表面能:缓蚀剂能够降低金属表面的能量,使其不容易发生化学反应,起到缓蚀的效果。
天然气集输系统缓蚀剂的作用机制主要是通过吸附、形成保护膜、改变电化学性质、抑制氧化还原反应和降低表面能等多种方式来实现对金属腐蚀的缓解和保护作用。
浅谈脱硫工艺内防腐的技术应用编写:杨超①摘要:轻烃回收过程中的脱硫主要是指防止管线、容器、设备的腐蚀,如果在生产运行过程中不对脱硫设备出口含硫的监控,没有后期的相关技术应用就会给伴生气加工行业带来许多困难。
在轻烃的储存、输送及生产过程中,要防止含硫气体和液体进入下游,如果不重视塔内本身的防腐就有可能发生因管线、容器、设备腐蚀引发的次生事故,这就需要我们对脱硫设施的内部采取抗硫措施,因此,要有效地预防次生事故的发生,就必须引入内防腐技术从而达到脱硫工艺的安全。
关键词:脱硫、防腐、现状、对策一、含硫现状分析***轻烃厂属长庆油田公司第三采油厂,位于陕西省志丹县顺宁镇印砭子村。
承担***联合站来油处理(主要包括两个方面五里湾一区、五里湾二区来油)加工伴生气处理规模为:3.0×104m3/d,实际处理量1.6×104m3/d。
原油处理规模70×104t/a。
整套装置由原油稳定系统、脱水脱硫系统、加热系统、轻烃回收系统、制冷系统及辅助系统等组成。
2012年改造投运了五里湾一区原油稳定系统,更换原油稳定塔、新增螺杆式抽气压缩机、导热油炉系统等;2013年增加一具原油稳定负压塔及原油加热器处理五里湾二区来油。
由于上游来油原油中含硫较高平均在950 ppm至1100 ppm 之间,如下表所示:表1 上游原稳装置来气含硫统计表二、脱硫系统存在问题2.1 脱硫塔现状①作者:杨超1981年11月出身,2000年毕业于长庆石油学校,采油工程专业,现为伴生气综合利用第三项目部***轻烃厂工艺副队长。
气相脱硫设备主要包括4具脱硫塔,塔设计压力0.8Mpa ,容积20.7m³,属于二类压力容器。
脱硫塔本体及管线均有保温,排污处自加电伴热。
2.2 脱硫塔工艺描述2.2.1 主要工艺流程:压力为0.4MPa 左右温度约35℃至45℃左右的气态原料气经过原料气压缩机一级压缩至0.45MPa 左右;再经过一级冷却,变成40℃左右的气态原料气,经一级分离器分离后,除去液滴,然后进入脱硫塔顶部,压力为0.45MPa ,温度达45℃左右。
供热管道及设备的保温与防腐措施探讨西安高新区热力有限公司陕西省西安市 710000摘要:供热企业运行中,供热效果会受到供热设备和供热管道的影响,其与居民舒适程度、冬季温暖程度密切相关,供热管道的敷设方式简单,施工便捷程度较高,成本投入较少,但是由于供热管道多数长期在地表下方位置敷设,所以采取对应的保温和防腐措施进行干预,本文就供热管道及设备的保温与防腐措施进行论述分析。
关键词:供热管道及设备;保温;防腐引言:供热企业大都采取供暖管道进行热力传输,供暖管道大都被埋藏于地层之下,其会受到周围土壤压力影响,由于土壤之中含有多种杂质性物质,这些物质会对管道表面产生一定的腐蚀作用,由于土地自身具有较大的比热容,且在冬季土地温度较低,会极大程度对供暖管道散发的热量进行吸收,缩减供暖管道应用效果和使用寿命,对其正常应用产生影响,本文就该问题进行研究分析。
1供热管道和设备保温与防范的重要性一方面,可以为供热管道和设备的维护奠定基础。
管道在进行施工和敷设结束以后,要定期进行维护和检修,其中最主要的管理内容就是预防性维护,对于管道性能的监管具有非常重要的作用。
为了保证管道维护的效果,需要选择科学合理的防腐技术,使供热管道能够应用于各种环境当中。
通过保温防腐技术对管道可能出现的故障进行分析,可以有效提升维护操作的有效性,实现维护成本的降低[1];另一方面,可以有效地提高维护的力度和管道运行带来的收益。
加强对管道的保温和防腐,能够有效地避免管道出现劣化,将外部恶劣的环境跟管道进行隔离,不但可以延长管道的使用寿命,还可以保证管道运行的安全性。
2供热管道和设备的保温措施2.1做好前期的准备工作在正式施工之前,施工企业以及相关工作人员需要做好充分准备。
①施工企业要根据各个环节的操作要求来购买物料,并且将物料及时运到施工场地,为各项技术的实施提供充足的物质支持。
②技术人员要对管道保温施工的各项要求进行深入分析,并且根据各项材料和技术的应用要求,构建针对性的质量控制体系。
压力管道的风险评估左尚志中国特种设备检测研究中心摘要:风险评估是提高资源配置合理性的有效途径,兼顾了安全性与经济性。
本文简介了压力管道风险评估技术的基本原理,包括(架空)工业管道的RBI技术和埋地管道的风险评估技术,阐述了其应用现状,归纳总结了我国压力管道风险评估在技术和标准法规层面的发展趋势。
一前言压力管道广泛应用于石化、化工、电力、冶金等领域,其介质往往具有易燃、易爆、有毒、强腐蚀性及高温高压的性质,一旦发生泄漏或断裂将有可能引发火灾、爆炸及中毒事故,使生产和经济遭受严重破坏,生命和财产蒙受重大损失。
另一方面,随着加入WTO,我国企业面临日益加剧的国际竞争,为了增加企业的核心竞争力,设备必须长周期运行,并且维护和检验成本必须最小化。
为了兼顾压力管道的安全性和经济性,必须采用先进的管理技术,风险评估就是其中的重要的一环。
压力管道的风险评估是提高资源配置合理性的有效途径。
通过风险评估,企业能将管理重点集中在高风险管道上,同时减少对低风险管道的不必要的维护和检验,从而降低风险,并且从长远来看能降低成本。
因此,压力管道的风险评估技术得到了普遍的关注。
二工业(架空)管道的风险评估(一)概述对工业(架空)管道而言,通常将风险评估技术与检验相结合,即采用基于风险的检验(RBI)技术。
美国石油协会(API)在二十多家著名的石油、石化公司赞助下,通过多年的研究和应用而提出了RBI技术,并颁布了相应的API规范——API580和API581。
RBI针对各评价单元可能的损伤或劣化模式确定有效、适用的检测监测技术和方法,从而为经济有效地达到控制风险的目的提供科学的建议。
进行RBI可以提高设备的安全性与可靠性、合理配置检验和维护资源、从整体上减少检验和维护成本,从而提高设备管理水平。
从本质上看,RBI不仅是一种检验方法,而且是一种系统分析的方法,是一种制定检验计划的方法,是管理决策的支持工具。
(二)RBI的流程按照API581规范,RBI的流程图如下:图1 RBI流程图图1中,实线部分属于RBI的范畴,虚线部分属于在RBI的基础上实现的管理的范畴。
市政建设Municipal Construction– 142 –前言我国很多城市十分重视城市化建设与改造工作,以缓解城市发展与居民日常生活间的冲突与矛盾,为居民提供优质的服务。
市政雨污水管网工程是城市基础建设中不容忽视的重要内容。
切实提升工程建设水平,可排除不能及时下渗的污水,确保地面的整洁性,有效控制排水系统运行异常所引发的交通堵塞问题。
1 市政雨污水混流成因分析现阶段,城市内部的雨污管网建设,一般都会在施工作业开展前进行规划工作,按照规划要求逐步落实施工,在不出现特殊情况下,前期规划的管网在规定年限内是不存在重新整改的。
这就使得城市内部现有的雨污水管网因年代久远存在较多问题,而在城市化建设进程加快的现今,这些问题逐渐出现,并导致雨污水分流处理存在问题,影响了城市的发展建设。
此外,在城市化发展下,很多城市存在雨污水规划与建设之间不相符的情况,很多地段在通车后或周边开发规模加大后,会存在着雨污水管道承担雨水和污水共同处理的情况,且雨水管道的敷设并未考虑到污水来源及类型,这使得混合后的雨污水含有较多有害物质,未经有效处理排放出去,带来了较大的污染问题。
甚至有一些城市直接将污水管道与雨水管道融合连接使用,造成了永久性的混流处理,增加了污染程度。
2 市政道路雨污水管网施工技术分析为提高市政道路雨污水排放能力,确保后续雨污水分流处理工作的有效落实,在本项目工程作业中,务必加大对雨污水管道敷设施工的重视力度,科学选择施工技术和施工工艺,并提出可行性强的技术方案,从而保证雨污水排水系统的建设质量。
2.1 工程概况泗洪县泗州大街东延(康宁路-G343)道路工程,起点位于现状泗州大街与康宁路的交叉口,终点止于343国道,工程全长在2365m左右,红线规划宽度在40m左右,本项目由于临近主要交通道路,复杂性较强,工程两侧设置人行道和非机动车道。
为加强排水效果,特建立新的雨污分流排水系统。
2.2 雨水排放方案本项目中雨水排水方案的设计采用雨水管线收集和路面周边地块存水的模式,将工程项目划分为四个路段,按照每段的具体情况设置相应的雨水排入口,分别与周边的自然河道、园区河道等相连,以达到雨水排放目的。
fbe防腐加工流程1.引言1.1 概述概述FBE(Fusion Bonded Epoxy)防腐加工是一种常见且有效的防腐蚀处理方法,广泛应用于管道、储罐、阀门等设备的内部和外部防腐蚀处理中。
本文将详细介绍FBE防腐加工的工艺流程和其在工业领域中的应用。
随着工业化的快速发展,金属设备的防腐蚀问题成为一个亟待解决的难题。
由于一些特殊的工作环境,如潮湿、腐蚀性介质的存在,金属设备容易遭受腐蚀而导致损坏甚至失效。
因此,寻找一种可靠的、经济实用的防腐蚀方法就显得尤为重要。
FBE防腐加工是一种以环氧树脂为基础的防腐涂料。
其工艺流程包括底涂、热固化和涂层粉末祛除等步骤。
首先,在金属表面进行底涂,这一步骤可以提高涂层的附着力、防腐蚀性和耐候性。
然后,将覆盖有底涂的金属设备加热至一定温度,使底涂与设备表面发生化学反应,形成牢固的结合层。
最后,通过涂层粉末祛除,去除多余的粉末,使涂层呈现出平滑、均匀的表面。
FBE防腐加工具有很多优点。
首先,环氧树脂具有优异的附着力和耐腐蚀性能,可以有效地减少金属设备的腐蚀速率。
其次,FBE防腐涂层具有良好的耐高温性能,适用于各种工作环境。
此外,FBE防腐加工工艺简单,操作方便,不需要使用有机溶剂,对环境友好。
本文的主要目的是介绍FBE防腐加工的工艺流程和其在工业领域中的应用。
通过对FBE防腐加工进行深入的了解,有助于我们更好地理解该方法的优点和适用范围,从而在实际工作中更好地选择合适的防腐蚀方法,延长金属设备的使用寿命,提高工作效率。
在接下来的正文中,我们将介绍FBE防腐加工的具体工艺流程和其在不同领域的应用实例。
同时,我们也会分析该方法存在的局限性,并提出改进的建议。
最后,在结论部分,将对本文进行总结并展望FBE防腐加工在未来的发展前景。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构部分对于一个长文来说非常重要,它可以帮助读者理清文章的脉络和组织。
本文主要分为三个部分:引言、正文和结论。
首先解释3PE防腐的含义。
3PE防腐是三层结构聚乙烯防腐的简称。
3PE防腐包括三个防腐层,分别是:环氧粉末层、胶粘剂层、聚乙烯防腐层。
3PE防腐施工必须由专业的防腐人员,使用专用的防腐设备进行。
3PE防腐作业基本都在防腐厂进行,一般不能进行现场施工。
加强级3PE防腐是指3PE的防腐等级,也指3PE防腐的厚度。
据我所知,凡是厚度大于等于1.0mm的防腐都可以称为加强级防腐。
所以加强级防腐是个笼统的说法,你必须知道确切的防腐厚度,才可以进行工程预算及施工。
3PE防腐中有些弯头,或者不规则管体是无法用3PE防腐工艺的。
这时候,我们大多通过使用热缩带防腐来代替3PE防腐。
现场少量3PE防腐无法用专业设备完成,此时只能考虑用其他防腐材料进行代替。
最常用的替代材料就是热缩带。
聚乙烯防腐层分二层结构和三层结构两种。
二层结构的底层为胶粘剂,外层为聚乙烯;三层结构的底层为环氧涂料,中间层为胶粘剂,面层为聚乙烯。
防腐厚度普通级1.8--3.0mm 加强级2.5--3.7mm1.3PE防腐是三层结构聚乙烯防腐涂层简称,有外层聚乙烯,中间胶粘剂,内层环氧粉末,组合成一个有机的高性能防腐涂层,目前在国内外都广泛采用,是主流的管道防腐工艺。
国标文件GB/T23257-2009中规定了3PE防腐的相关技术要求,对3PE加强级防腐也有明确说明,请下载该文件后,仔细查阅相关章节。
2.燃气管道做3PE防腐,钢管主体先进防腐厂做整体防腐,然后到现场用热收缩套或热收缩带进行补口防腐。
3.少量钢管可以像热煨弯管一样用热缩缠绕带进行防腐,属于3PE防腐等级。
4.若是还有不清楚地方,可上"达胜防腐胶带网"找专业人事回答。
20世纪80年代初,德国曼内斯曼公司推出了该公司研究所与巴斯夫化学工业公司共同研制的3层结构聚烯烃涂层(MAPEC)和挤压聚烯烃涂层的性能优势,克服了两种涂层单独使用时性能上的不足。
它首先在欧洲广泛应用,深受用户好评,是使用最多的管线涂层体系。
管道内腐蚀直接评估技术与实践应用 来源: 作者: 时间:2018-7-12 阅读:34 董绍华1 王东营2 董国亮3 费凡2
1 中国石油大学(北京)
2 中石油北京天然气管道有限公司 3 昆仑能源有限公司 摘要:内腐蚀的直接评价(ICDA)是用于评价通常输送干气、但可能短期接触湿气或游离水(或其他电解液)的输气管道完整性的系统方法,适用于对于不能开展内检测的管道,其包括四个步骤,预评价、间接检测、直接检测、后评价,ICDA 评估管道水聚集和内腐蚀的可能性,从而找出首个最有可能的腐蚀区域位置,如果这个区域位置通过验证没有发现腐蚀,则其他下游部位则可能出现水聚集或腐蚀的可能性很小。本文提出了ICDA的步骤和方法,对陕京天然气管道一线陕西段马场阀室至金鸡滩阀室段进行了ICDA评估,评价管道全长52.09公里,按照冬夏季输量不同,计算得出了临界角冬季为4.36o,夏季数量是为2.05o,分析沿线高程数据,得出全线倾角分布图,选择多个倾角(大于临界角)较大的高风险区域位置开挖,发现管道无明显壁厚减薄,管道状况良好。通过内腐蚀评估可进一步确定管道的内部状况,对于不能实施内检测的管道安全状况评估具有重要意义。
关键词:管道 内腐蚀 临界角 直接评估 完整性 1. 概述 油气介质具有易燃、易爆的特性,随着输送管线埋地时间的增长,由于管道材质问题或施工期间造成的损伤,以及管道运行期间第三方破坏、腐蚀穿孔、自然灾害、误操作等因素 造成的管道泄露、穿孔、爆炸等事故时有发生,直接威胁人身安全,破坏生态环境,并给管道工业造成巨大的经济损失。
经统计表明,管道内腐蚀造成的事故比重占50%以上,内腐蚀评估最有效的方法是通过管道内检测器检测出腐蚀缺陷,但由于其特点是管道段落必须具备可检测性,对于不具备内检测的管道,开展管道内腐蚀直接评估,也是管道完整性评估方法之一,其目的是通过物理建模,分析游离水的吸出位置,找出管道内部最危险的区域,进行开挖验证后,再逐步进行腐蚀性评估。
本文阐述了干气内腐蚀直接评估的方法步骤,明确了DG-ICDA干气内腐蚀直接评估方法广泛应用范围,即对于输送干气管道,短时间内存在游离水、试压水的析出,同时气质在一段时间内水露点超出标准范围,该运行条件下可能引起管道内部腐蚀,依据干气管道腐蚀直接评估的特点,在陕京管线高程起伏山区段得到应用,取得良好效果,开挖结果表明,评估结果准确,陕京管道评价段未发现腐蚀迹象,其状况表现良好。
2 干气管道ICDA直接评估技术 干气管道内腐蚀的直接评价(ICDA)是一个评价通常输送干气、但可能短期接触湿气
或游离水(或其他电解液)的输气管道完整性的结构性方法。通过局部检查电解质(如水)最易积聚的管道沿线的倾斜段,可了解管道其他部分的情况。如果这些位置没有腐蚀,那么其下游管段积聚电解液的可能性就更小,因此可以认为没有腐蚀。不需要检查这些下游管段。
内腐蚀最有可能出现在最易积水的地方。预测积水位置可以作为进行局部检查优先级排序的方法。预测最易积水的位置,需要有管内多相流特征方面的知识。ICDA方法适用于管道任意两个进气点之间的管段,除非有新的输入或输出气体改变了液体进入的可能性或流动特性。 在预测有电解液积聚之处要进行局部检测。对于大多数管道,估计需要进行开挖检查和进行超声波无损检测,以测定该处的剩余壁厚。管道某处一旦外露,可采用内腐蚀监测法(如挂片、探针和超声波传感器)进行检查,这种方法可以使运营公司延长再检测的时间间隔,并有利于对最易发生腐蚀的部位进行实时监测。某些情况下,最有效的方法是对部分管段进行内检测,并利用检测结果对下游清管器不能运行的管段进行内腐蚀评价。如果最易发生腐蚀的部位检查发现没有受损,则可保证该管道的大部分完整性良好。
ICDA流程图如图1所示(同时也考虑了可积聚液体的其他管道部位): 图1 : ICDA评估流程图 2.1 预评价 预评价确定ICDA是否适用于评价管道的内腐蚀情况。ICDA方法适用于通常输送干气、但可能短期接触湿气或游离水(或其他电解液)的输气管道。预评价要求对设施进行描述,并收集有关操作和检测(包括管道破坏和修补)的相关历史数据。
如果可以证明某一管段从未有过水或其他电解液,那么该处的下游直到下一个进气点之前的管段,都不必进行ICDA。如果经ICDA发现整条管道都有严重的腐蚀,对该条输气管道,ICDA就不适用,应采用内检测或水压试验之类的其他完整性评价技术。
2.2 局部检查点的选择 内腐蚀损伤最有可能出现在水最先积聚的地方。预测积水位置是确定局部检查点的主要方法。根据多相流计算,可预测积水位置,多相流的计算又取决于包括高程变化数据在内的几个参数。ICDA适用于新输入量或输出量改变环境之前的任何管段。只有在电解液存在时,才有可能腐蚀,腐蚀的存在又表明在该处有电解液。应当注意:没有腐蚀并不表明没有液体积聚。对于气流方向定期改变的管道,在预测水积聚的位置时,应考虑气流的方向,也就是说,液体可能在进气点的任何一侧或两侧积聚。
输气管道中液体含量较少时,电解液一般呈膜状或滴状形式存在。膜状流动被视为主要输送机理,因为大多数时间输气管道通常都输送干气,预计水滴会因良好的传质条件而蒸发。在含不饱和水的气相中,估计水滴会蒸发。流动气体产生的剪应力和管道倾斜产生的重力致使薄膜沿管道流动。在重力大于剪应力作用时,会发生水滞留。通过多相流的计算,可以预测电解液积聚的管道临界角度。 倾斜角通常以角度给出,高程变化也给出,倾斜角的SINE值即通过距离和高程的变化得出:
(1) 倾斜角可计算出:
(2)
稳流流体模型是模拟水聚集的关键参数,为了将模拟的结果,使用一个表达式,一个改进得到FROUDE(弗罗德)参数F被推荐(代表重力与惯性应力作用在流体上单位面积上的比)
(3) (4) (5) (6) 和是液体和气体密度,g 是重力,是气体速度,θ是倾斜角,管道内径,气体的密度由压力和温度确定,在角度小于0.5时关键的Froude参数经计算是0.35 (有0.07的误差),在角度大于2度时,F是0.56(有0.02的误差),在角度大于0.5小于2时,多相流是层流到紊流的转变,F在这个转变区域内线形插值。 压缩因子Z被用来计算气体密度。 (7) P是压力、V是体积、R是常数、T是温度,对于气体标准状态,Z是缺省值为0.83. 气体密度:
(9) 式中MW 为气体的分子量;P 为管道内压力,MPa;R 为理想气体常数,8.314J•K•mol;T 为管道内温度,K。
操作压力下的流速: (10)
表观气速:
(11) 临界角: (12) 其中参数见前面。 流体模拟结果可用来预测水开始积聚的位置,如果水是被输入到管道内部的,水积聚在管道上坡的位置,这是因为剪应力与重力达到平衡, 对小范围区域管道明显特征(如,穿路段)而言,水的积聚将产生在短的上坡区域段,因此需要指出的是这段需要检测和检查。在有大的高程起伏的区域,管道经过高山和陡坡地段,这里气体流速是变化的,在这段内确定液体积聚的位置更加困难。
倾斜角与水积聚的临界角对比可通过流体模型得出,第一个倾斜角要比水首次积聚的临界角大得多,与其他管长范围内的区域相比,这个位置最可能是遭受腐蚀的区域,电解液首次积聚的地点被识别出来。
2.3 局部检测 要在电解液最有可能积聚之处进行局部检测。对于大多数管道,往往要求开挖,并采用超声波壁厚测定法进行检查。这些方法和其他监测方法可以用于局部检测。某些时候,腐蚀监测方法(如试片或电子探针)也可作为局部检测方法。
如果最有可能腐蚀的位置经检查未发现腐蚀,则可保证大部分管段完整性良好,这就可以把资源集中用于更有可能产生内腐蚀的管道上。如果发现腐蚀,对管道完整性的潜在危险得到确认,则可采取减缓腐蚀的措施。这也说明这种方法是有效的。 2.4 后评价 后评价的作用是验证对特定管段进行ICDE的有效性,并确定再评价的时间间隔。倾斜角度大于电解液积聚临界角的管段,运营公司必须在预测有水积聚地点的下游位置,再进行一次或多次开挖。如果最有可能腐蚀的部位,经检查未发现腐蚀,则可保证管道的大部分管段完整性良好。如果在管道倾斜角度大于电解液积聚临界角的地方发现腐蚀,则应对电解液积聚的管道临界倾斜角度进行重新评价,并另选几处地方进行局部检测。
3、ICDA 应用案例 3.1 算例1 某天然气运行管线,管道外径30寸/76cm,壁厚0.328’’/8.33mm,内径29.344’’/74.5cm,管道走向由北向南,流量是双向的取决于用户需求,过程边界条件见图6-45所示,压力和输出是变化的,但最大量是已知的,最高压力是442psi/3.05MPa,这个压力要在计算液体最大积聚临界倾斜角时使用,最高流量是从北到南方向每天490Km3/h,最高流量是从南到北方向每天/145Km3/h,温度是常温55F/13摄氏度,使用改进的FROUDE公式计算临界角与流量的关系,最大压力图计算的临界角和流量的关系图显示在图5中。从这个结果图中,发现由北向南输送的最大流量的临界角是8度,相应的由北到南的临界角是0.4度。
图5:临界角与输出流量的关系
管道走向高程剖面由手持GPS确定,确定管道的埋深,高程剖面在图6中显示,相对于其他点最北的点设置为零,从高程剖面图可以看出,计算出倾斜剖面图倾斜角,在双向与最大临界角相比较,图7为结果的描述。