浅析酸性天然气集输管道失效特性

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油与天然气化工第1t卷第1期CHEMlCALENGINEER『NGOFOlL＆GAS浅析酸性天然气集输管道失效特性熊钢吴文莉计维安蒋巍黄黎明谷坛温冬云(1．中国石油西南油气田公司天然气研究院)安全与环保(2．中国石油西南油气田公司炼油化工部)摘要酸性天然气集输管道由于运行风险较高，在进行管道完整性管理时需对其进行失效模式分析。介绍了天然气集输管道的通用失效模式，对酸性天然气集输管道的失效特性进行了分析，论述了酸性天然气的腐蚀和堵塞失效的机理，并提出了将堵塞作为集输

2、管道失效模式的分析方法，以期降低集输管道运行的风险。关键词酸性天然气集输管道失效完整性管理DOI：10．3969．issn．1007—3426．2012．01．023管道完整性管理是指由管道运营公司对管道运通常，天然气中含有一定的酸性组分，常见的酸行过程中存在的风险进行辨识和分析，根据分析结性组分包括CO、H。S、RSH、CS。和COS等，其中果，针对存在高风险的管段采取相应的风险控制措CO。和HS最为常见。酸性组分的存在将改变天施，并通过持续的改进将管道运行的风险值控制在然气的性质，因而其失效模式具

3、有独特性。通过分可接受的范围之内。管道完整性管理的实施，是确析得出：酸性天然气集输管道失效主要有三大特性：保集输管道安全运转的最佳手段。①存在应力腐蚀开裂的可能性；②内部腐蚀减薄管道完整性管理是从风险辨识开始的，而对失过程复杂；③堵塞概率较高。效模式的分析则是该项工作的基础。国际管道研究1．1应力腐蚀开裂委员会(PTCI)对输气管道事故数据进行了分析并酸性天然气集输管道常见的应力腐蚀开裂为硫将其划分为4种缺陷类型、10种事故类型和21个化物应力腐蚀开裂(SSCC)、氢致开裂(HIC)和应力失效根本原因

4、，参考文献[1]提供了具体的失效模导向氢致开裂(S()HIC)。虽然应力腐蚀开裂具有式。PTCI对管道完整性失效模式的识别均基于对失效时泄放物质毒性强、泄放面积大和突发性强等设备、管道及附件本体的损坏。值得注意的是，在实特点，其失效后果较为严重，但随着对应力腐蚀开裂际生产过程中，本体损坏并不是天然气集输管道系的认识加深，通过采取控制管道材料质量、严格对管统失效的唯一原因，管道堵塞也是造成系统失效的道进行焊后热处理，以及加强管道裂纹检测等措施，重要原因之一。集输管道堵塞会降低管道输送的有可有效降低应力腐

5、蚀开裂事故发生的概率。效性，导致天然气集输管道输气量下降，严重者甚至1．2内部腐蚀减薄可能导致停输，其失效后果较为严重。同时，管道堵酸性组分内部腐蚀减薄机理较多，主要包括：塞也是一种常见的失效模式，即失效概率较大。从CO一H。S—H()腐蚀、RNH—HS—CO：一HO风险计算的公式可知，失效后果和失效概率均较大，腐蚀、高温硫化腐蚀和高温硫化物腐蚀等。酸性天则风险较大。因此，应将集输管道堵塞纳入管道完然气在温度不高的干燥状态下，对碳钢的腐蚀性很整性管理所考虑的失效模式内。小。但在存在游离水的条件下，由于

6、CO和Hsl酸性天然气集输管道失效模式分析的溶解，生成呈酸性的电解质溶液而产生严重腐蚀。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com石油与天然气化工CHEMICALENGINEERINGOFOlL＆GAS素造成。如管道内腐蚀产物的堆积将造成管输天然气局部节流产生低温，进而形成水合物完全堵塞管道，堵塞原理示意图见图4。从以上分析可以看出，酸性天然气集输管道发生水合物和腐蚀产物堵塞失效的可能性较大。2结论综上所述，酸性天然气集输管道失效具有内腐蚀复杂、堵塞概率高和存在应力腐蚀开

7、裂可能性等从图1和图2可以看出，在不同压力条件下水特点。其中，内腐蚀和堵塞是目前酸性天然气集输合物形成温度均随酸性组分浓度的增加而升高，且管道主要的失效模式。针对酸性天然气的特点，在酸性组分为硫化氢时的气体水合物形成温度随酸性管道完整性管理过程中，根据腐蚀预测、水合物形成组分含量增加而升高的趋势更为明显。预测和流动状态预测的结果，可以通过控制管道的西南某气井原料天然气中酸性组分含量约为加工质量，调整工艺操作参数，注入适合的缓蚀剂和9，其井口压力为29．5MPa，井口温度为42．5C，水合物抑制剂，科学

8、地进行清管以及监测管道流动出站压力7．02MPa，出站温度约为20C。经模拟状况等手段，有效降低管道内腐蚀及堵塞发生的概计算得出：降压后的水合物形成温度为18．569C，率，这对于实现管道的完整性管理，提高其运行有效故在寒冷气候条件下输送时发生水合物堵塞的可能性是有所裨益的。性较大。2006年l2月，站内就曾多次因发生堵塞后系统超压导致自动关井，从而造成集输系统停产参考文献(见图3)。[1]油气储运标委．SY／T662l一2005输气管道系统完整性管理[