西南油气田公司合江输气作业区 四川泸州 646200
摘要：近年来，随着各种石油、化工、采矿、能源产业的飞速发展，汽油管道所被使用使得领域越来越广泛，被应用的频率也越来越多，但是，在其应用的过程中，遇到了一个很大的问题和阻碍，。天然气介质在管道运行过程中，不可避免出现对管道产生冲刷，导致管壁减薄和腐蚀。造成管道运行隐患。本文就天然气管道受介质冲刷的减薄的原因进行分析。并探讨其预防措施。
关键词：天然气管道，介质冲刷 管壁腐蚀
1、引言
压力管道是天然气输送的重要设备， 在国民经济中占有重要地位。在天然气管道使用过程中，冲刷腐蚀也称磨损腐蚀,是金属表面与腐蚀流体之间高速相对 运动而引起的金属损坏现象,是材料受冲刷和腐蚀交互作用的结果,是一种危害性较大的局部腐蚀,会引起管道局部减薄，最终导致穿孔或者破裂事故。对介质对 管道冲刷减薄的原因进行分析和预防，可以防止管道破裂爆管的安全事故发生。
介质对管道冲刷腐蚀的组成: 冲刷腐蚀的组成由机械磨损和电化学腐蚀的相互作用引起的金属材料的腐蚀速率大于两者单独作用时的腐蚀速率之和,冲刷磨损与电化学腐蚀交互作用规律、影响因素及冲刷引起的“腐蚀增量”和腐蚀引起的“冲刷增量”的产生机制。，冲刷磨损对电化学腐蚀的影响主要在于影响O2、腐蚀产物等的传质过程，同时使材料减薄、破裂，使材料发生变形，并形成冲蚀坑，从而加速电化学腐蚀。电化学腐蚀对冲刷磨损的作用主要表现在粗化电极表面，弱化材料的晶界、相界，使材料中耐磨的硬化相暴露，突出基体表面，从而促进冲刷磨损 .
2、介质对管道冲刷腐蚀的原因：
近年来,对大量的实例和分析,对材料的冲蚀机理,以及不同的耐冲蚀性能材料的分析。冲刷腐蚀是一个很复杂的过程, 影响因素众多,主要包括材料(冶金)、环境 和流体力学三个方面.
流体力学一般通过冲刷强度大小和流体传质过程，它包括流体流速 、冲刷角度、杂质颗粒形态、流体粘度、流体密度等方面、流体高速度流动的，不但直接接触腐蚀基体材料、同时损坏表面腐蚀产物保护膜、形成砂浆，裸露出新鲜金属表面，导致被快速刷洗和腐蚀。如果流体介质在传输过程中含有夹杂水滴、颗粒、腐蚀气体等对管道系统是常见的腐蚀杂质，会加剧管道腐蚀速度；另一方面在管道的拐接、限流、涡轮、水泵等能够改变流动方向或速度并增等在高速气流下形成湍流的部位也能形成流体冲刷腐蚀现象。管道材料影响冲刷腐蚀的因素。管道材料的对冲刷腐蚀成因分析：天然气冲刷是提高传递物质的过程，它促进了去极化剂如氧气等到达材料表面和腐蚀产物脱离材料表面，从而加速了腐蚀的进程，使得管道内表面腐蚀越来越严重。第二，气流冲刷力作用使材料钝化膜变薄、破裂或者使材料发生塑性变形导致局部能量升高，形成应变差电池，让管道腐蚀加速；第再者气流冲刷造成材料表面凹凸不瓶，形成冲刷腐蚀的表面凹坑，增加了材料的腐蚀表面积，使腐蚀加剧。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆反之管道材料被腐蚀对冲刷的影响
第一，腐蚀会使材料的表面粗糙，尤其是在材料已经产生局部腐蚀，造成湍流形成，进而使其加速冲刷进程；第二，腐蚀弱化材料的晶界、租金，使材料中耐磨的硬化相暴露，突出了其的机体表面，导致其非常容易脱落，从而提高了冲刷的速度。第三，腐蚀会使材料的产生一些松软的物质，他们介质均匀在冲刷力的作用下剥离出来，从而使金属越变越薄；第四，腐蚀可溶解掉材料表面的加工硬化层，使其减少疲劳，加速了气流的冲刷。 管道的内壁在天然气高压冲刷下，沿纵向加工方向产生硫化物选择性腐蚀，形成纵向沟槽，产生应力集中并使管道有效尺寸减少，承受压力的能力减弱，最终在薄弱处的弯头外侧产生爆裂。
环境对管道冲刷腐蚀的影响一、流体温度较高时，流体所含颗粒的运动受液体流动的影响较小，导致更多的颗粒粒撞击金属表面。二，温度上升，热力学驱动力增大，金属的反应活性升高，随着溶液温度上升，电极表面腐蚀区域范围扩大，裂缝和腐蚀点数目增多。研究天然气运输过程中温度对钢腐蚀的影响发现，钢的自腐蚀电位随温度的上升而负移，且阳极极化电流密度随温度增高而迅速增大，表明阳极反应速率明显增，材料与环境之间的相互作用化学腐蚀 电化学腐蚀等造成管道外壁减薄，形成管道整体的不均匀使材料发生塑性变形导致局部能量升高，形成应变差电池，让管道腐蚀加速。
3、天然气气管道冲刷腐蚀防护措施
针对冲刷腐蚀的成因分析。在管道运行中通过对材料环境流体状态的改变来减少气流冲刷腐蚀的影响。
1对管道的材料进行升级
管道中各个部位的流速是有有一定差距的，技术啊人员可以针对流速好的部位以及流速发生突变的位置，对有关的管件管线进行管材的升级加厚处理，提高其其硬度，可以提高其抗腐蚀的能力，从而降低其腐蚀效果。
2 调整管件的尺寸，改善设备结构，可以加大弯头的弯曲半径或者加装整流器减少节流元件对气流的影响，从而可以降低流速。与此同时，针对与收到磨损的部位，我们还可以通过对其局部加厚或者以盲三通代替弯头等方式。都可以有效避免冲刷腐蚀。当大量物质颗粒流动到管道的盲头时，会大量累积，聚集在一起，形成新的保护层，避免了冲刷腐蚀。
3 调控流体工艺参数
很多人会误以为简单的降低介质的流速就可以减缓或者消除流体对管件的冲刷腐蚀。但实际上，这其实要根据具体的关键对象的情况来分析和决定。事实证明，这样的方式也有可能依旧使流体对管件的冲刷腐蚀仍然存在，只不过是通过减速来减缓腐蚀的速度和破损的程度。如果出现缺陷部位转向应力更大的部位，则反而使管件的危险性加大。为此，不要盲目的直接从减缓流速入手，要具体问题具体分析，对与施工工艺的参数及其变化的过程进行有预见性的分析和调整，从而在理性和科学的分析基础上再选择合适的措施对问题加以解决。
4 改变流体特性减少所含腐蚀杂质，减少固体颗粒在高速气流中对管壁的磨损，减少腐蚀气液对内壁的腐蚀速度。
5在管道施工过程中对管道内壁覆盖内壁涂覆盖层，如环氧树脂、聚乙烯等，这些材料具有良好的绝缘性能。阻止腐蚀过程的产生。
6定期对冲刷部位进行壁后测试。发现管壁减薄现象及时更换。
结语：
天然气在国民经济结构中起重要作用，随着社会的发展进步，部分天然气管道由于历史技术水平的限制，在生产运营中，不适应用气增长的需求，高速气流冲击下，受到冲刷腐蚀，造成管道失效。在天然气管道蓬勃发展的同时，必须认识冲刷腐蚀的严重性，采取相应的防护措施。
参考文献：
[1]刘磊 江平超 李小白 《牙哈气田天然气管道冲刷腐蚀研究》2013
[2]李宏梁 《天然气管道冲刷破损失效分析》2011
[3]林玉珍等 《中国腐蚀防护学报》1999.1.19.5
论文作者:陈刚
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/9/29
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