陆上油气管道的腐蚀失效研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文度考虑，天然气也远高于煤炭；故每吨标准煤按700元计算，每年可节约燃料费用约30亿元。在西气东输工程拉动下，天然气产业呈现出资源开发、管道网络建设以及能源市场推广全面推进的态势，对促进我国能源结构的调整和优化也起了很重要的作用。为适应这种形势需要，与此密切相关管道制造、铺设、检修、预警和失效评价研究等一系列相关学说水平也必须切合实际，能够满足工业需要，解决管道建设中的可能产生的问题。我国管道建设距离越来越长、管径越来越大、管壁越来越厚、输送压力越来越高、技术越来越先进、施工条件越来越复杂，这种

2、情况下，在今后的工作中，面对长距离、大口径、高压力和高度自动化网络管理的陆上油气管道系统，如何确保管道安全运行、稳定供应和避免一系列可能的危害是一项长期而艰巨的任务。本论文主要研究陆上油气管道腐蚀失效中的腐蚀速率预测问题。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状国外油气管道建设时间早，故到上世纪70年代二战结束后，已经有一批服役[2]很长时间的油气管道问题频现，逐步步入老龄期，油气管道泄漏事故频繁发生，当时国外油气管道运营公司面临由此造成的一系列经济损失和人员伤亡，采取怎样的管理和修整措施来避免这些后果，尽可能保证其盈

3、利水平最大化，维持油气田的正常生产和供应成为迫切的问题。由此开始研究如何利用风险分析技术进行油气管道风险评价。至今为止，美国和其他国家已经形成了大量的标准和规范以及一系列可观的成果，如形成了管道完整性管理的文件体系。包括管道完整性管理标准和管道完[3]整性管理的支持性标准与规范，如管道腐蚀评价标准和规范、管道强度评价标准和规范、管道检测方法、管道监测方法等共同构成的。另外，国外学者还针对腐蚀、地层移动、应力破坏、制造裂纹等因素对管道进行失效研究，从而为补充和扩展油气管道完整性管理标准和规范提供了合理可靠的理论基础。[4,

4、5]如Kiefner和Maxey等在70年代研究建立了半经验断裂力学方程，形成了点腐蚀损伤的评定方法，已被收录到APIRP579中；并且Kiefner和Vieth为ASMEB31G标准及其后期重大改进均做出了重大贡献，应用于管道腐蚀损伤及其2万方数据西安建筑科技大学硕士学位论文[6]剩余强度评价。DimitriosK.Karamitros，GeorgeD.Bouckovalas，GeorgeP.Kouretzis在《StressAnalysisofBuriedSteelPipelinesatStrike-slipFaul

5、tCrossings》中，通过对走滑断层处的埋地钢管进行压力分析，用有限元方法得出在实际中更精确的[7]管道可承受压力。加拿大能源局针对埋地钢制管道多次发生应力腐蚀开裂（SCC，即StressCorrisionCracking）失效事故，于1996年公布了《加拿大油气管道应力腐蚀开裂》8报告，报告描述了埋地管线钢的SCC特征以及发展趋势，改进了SCC在线检测工具，并且指出了需要进一步深入研究的方向。随着管道相关基础理论的发展和人们对管道腐蚀泄漏事故严重性的认识，国外学者开始意识到研究埋地管道腐蚀原理的重要性，着重进行

6、油气管道腐蚀原因分析，目前研究成果主要集中于酸性介质腐蚀预测研究和多相流腐蚀预测研究两个方向。对于管道来说，其酸性可导致腐蚀的介质一般包括CO、HS和其他有机22酸等，常用的数学模型主要有挪威的NorsorkM506模型，是在实验数据和现场数9据基础上总结出来的预测模型；SHELL公司的De.Waard模型，该模型通过不断进化、逐步研究建立了SHELL75、SHELL91、SHELL93、SHELL95模型；在De.Waard模型基础上，其他公司和科研机构也建立了各自的预测模型，如10Cassandra模型、EC

7、E模型和Predict模型等；而壳牌公司后推出的Hydrocor模型可以有效简化HS腐蚀和有机酸腐蚀，计算得出管道的顶部腐蚀。多相流腐蚀研2-究作为新兴的研究方向，其主旨在于模拟CO、HS、Cl、HCO、含水量、介223质流速等，通过不断试验找到各个腐蚀影响因素对管道内腐蚀的作用和影响趋势，目前还处于理论探讨阶段，并且取得研究成果较少，有名的是Jepson的段塞流腐11蚀模型和Lafayette腐蚀研究中新的两相流腐蚀模型等。1.2.2国内研究现状我国陆上油气管道运行情况与国外有许多差异，如管线材料、管理水平、运行

8、环境和人工操作等都有所不同，但是国内学者在国外研究现状和已取得成果的基础上，也为我国陆上油气管道腐蚀研究能够符合具体国情、满足实际应用需要做出了许多努力。3万方数据西安建筑科技大学硕士学位论文[12]如廖柯熹、姚安林、张淮鑫通过对引起管线发生失效的各个因素进行系统分析，最终建立了以天然气管线失效为顶事件的天然气管线失