高含硫天然气管道腐蚀机理分析.pdf

设备管理设备管理 高含硫天然气管道腐蚀机理分析 何茂华 郭永明 张艳淑 吴忠超（中原油田分公司天然气产销厂普光项目部） 摘要：普光气田是迄今为止国内规模最大的整装海相气田， 在多种不同的形式, 其腐蚀速度也不相同。 也是全面开发的高含硫化氢气田，自2009年正式投入运行以来， 二、高含硫化氢气田腐蚀采取的主要防护措施 累计生产天然气超百亿立方米，为高含硫化氢气田安全开发提供 普光气田集输系统采用“抗硫管材＋缓蚀剂＋防腐涂层＋阴 了经验。在天然气集输过程中,一些伴生气体的产生,会对集气 极保护”的联合防腐工艺，“腐蚀监测＋智能清管+ 介质分析”的 管道有腐蚀作用,严重的会造成集气管道的破裂、破坏正常平稳 综合监测技术，主要包括抗酸管材选用、化学药剂加注、阴极保护 供气、影响用户的生活。 等抗腐蚀措施和介入式、非接介入式监测系统，挂片监测，智能检 本文中主要介绍了，管道内的不同腐蚀类型，还有各种腐蚀 测等检测手段综合运用。 产生的条件。主要介绍了硫化氢和二氧化碳的具体腐蚀的情 1.选用抗硫材料，实现本质安全 况。还有工程实施中经常使用的防腐措施。常用的有加缓蚀剂 普光气田集气站采气树井口至加热炉管线为镍基合金825 抑制腐蚀、利用涂层保护隔离管道与腐蚀介质、选用具有良好耐 管材（UNS N08825）；加热炉至出站工艺管道及外输管道为抗硫 蚀性能的合金钢、采用清管作用清除管内水等。而且对缓蚀剂的 碳钢管材；火炬放空系统为抗硫低温碳钢管材（ASTM A 333 使用条件进行具体的介绍。各种条件说明现阶段，研究适合的防 Gr. 6）；药剂加注管道为不锈钢管材（316L ）。 止天然气管道腐蚀措施的重要性和必要性。 2.实施化学药剂加注，加强材料腐蚀防护 关键词：硫化氢；腐蚀；机理；防腐；缓蚀剂 根据普光气田高含硫及二氧化碳的实际情况，参考国外高酸 天然气进行开采时，常常会伴随一部分的伴生气体。这些气 气田开发缓蚀剂使用的经验和标准，分别通过实验室条件和模拟 体有硫化氢、二氧化碳等。这些气体不但减少了天然气的热值， 工况条件下的多次筛选试验，最终选用物理、化学性能均符合普 而且对生产过程中的设备有腐蚀作用。这种腐蚀对生产设备具 光气田地面集输实际工况的高效缓蚀剂，并采用连续加注和批处 有严重的伤害，如可以使天然气井油(套) 管的断裂、集输管线爆 理方式分别实施药剂加注。 破等, 使正常的供气过程受到迫害，能够直接影响用户的生活。 （1）缓蚀剂连续加注工艺 由此可见，生产设备的腐蚀不仅造成了国家的经济损失，而且对 基于普光气田的特殊工况，缓蚀剂的品种选择、用量选择、使 工作人员的生命安全造成严重的伤害。因此, 为了科学的进行生 用方式等都与常规气田有较大差异。普光气田根据实际工况采 产，采取适合的方法解决腐蚀的问题进行研究是非常有必要的。 用科研院所选型后最适合现场管材的水溶性缓蚀剂[6] ，主要采用 一、腐蚀类型及机理 专用加注撬块实现。 根据部分实际的调查显示，管道的腐蚀受到很多因素的影 （2）缓蚀剂预涂膜和批处理工艺 响，如受到管材质量、输送介质以及管道防腐水平的影响。管道 预涂膜和批处理工艺，主要是针对集输管网新管材投用前和 内发生腐蚀存在很多的类型，主要有均匀腐蚀、坑蚀、应力腐蚀、 管道运行期间实施的一种缓蚀剂防护工艺，这种工艺可以是缓蚀 冲刷腐蚀等几类: 剂在管线上形成一层粘性极强的薄膜[7] ，从而有效防止采出流体 1.均匀腐蚀 中硫化氢、二氧化碳以及腐蚀性盐水造成的腐蚀。根据工艺条件 主要因为生产中的天然气中含有一定的水汽, 在一定的环境 预涂膜和批处理一般选用了稳定性强的阳离子薄膜胺类缓蚀剂 下，天然气中的水汽可以再传输管壁上形成水膜, 硫化氢和二氧 油溶性缓蚀剂。 化碳等酸性气体可以溶于水膜中,