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非金属管道在天然气输送中的应用分析

苏海平;王登海;刘银春;安维杰

【摘要】对气田发展现状和管材适用现状进行简单介绍,找出金属管材在使用中存

在的问题,为了降低输气管道的建设成本,减少运行中后期的管材维护成本,提高输气

管道的管输效率,增强输气管道对各类施工环境的适应性,通过对气田集输管道的运

行分析和金属、柔性复合管、玻璃钢管、钢骨架塑料复合管、聚乙烯塑料管的材质、

防腐性能、流体性能、安全性、安装效率、施工便利性、维护便利性、供货形式和

使用寿命的对比,寻找适合于气田集输用的非金属管材,并结合非金属管材的特点和

现场使用的案例,得出使用范围,并对非金属管材存在的问题给出相应的建议.

【期刊名称】《内蒙古石油化工》

【年(卷),期】2013(000)022

【总页数】4页(P32-35)

【关键词】金属管道;非金属管道;天然气输送;管材

【作者】苏海平;王登海;刘银春;安维杰

【作者单位】西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安710018;西安长庆科技工

程有限责任公司,陕西西安710018;西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安

710018;西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安710018

【正文语种】中文

【中图分类】TE973

随着科学技术的不断创新，各个领域都不断更新换代，迎来了新的技术革命。在管

线应用领域，金属管材在使用中暴露出越来越多的缺陷，诸如抗腐蚀性能差、使用

寿命短、施工缓慢等，世界各国都在探索开发用非金属管材替代金属管材。

欧、美、德等一些管道工艺发达的国家早在70年代就开始研究非金属管线生产技

术，目前已进入工业化生产，并大量应用于石油、化工、市政建设等领域，而在国

内，非金属管道在一些油气田的应用刚刚开始。

作为金属管道的替代品，非金属管道在其他行业已应用多年，本文仅对非金属管道

在天然气输送中的应用进行分析，找出适合于气田中天然气集输使用的管材。

1现状分析

1.1气田现状

随着国家对天然气资源需求的快速增加，苏里格气田、靖边气田、克拉2气田、

罗家寨气田、普光气田、迪那1气田、迪那2气田的开发已成为我国重要的能源

战略，但主力气田多为含有H2S、CO2、凝析油等组分的复杂天然气介质，如苏

里格气田含有凝析油、微含CO2，靖边气田、塔里木轮西油田、吉拉克－桑南凝

析气田、塔中一号坡折带，尤其是近几年苏里格气田下古井的开发，已发现试气结

果含硫量超过5000mg／m3的井，远远超过国家标准规定的硫化氢安全临界指标，

同时气田的集输系统压力等级达到4～15MPa、集气管线管径以DN50～200为

主，高压和含硫天然气的钢质集输管道容易发生腐蚀穿孔与应力腐蚀开裂，直接影

响管道的安全生产运行，一旦发生事故其危险性大，后果严重。在我国，每年有大

量的金属管道因腐蚀而报废需要更换，一些油气田管道平均4～5年就需要更换，

造成的经济损失多达数百亿元人民币，例如牙哈凝析气田由于CO2腐蚀，钢质集

输管线因腐蚀原因需要全部更换，更换费用高达8000万元［1］。

1.2管材使用现状

由于非金属管道具有材质比重小、耐腐蚀性强、内表面光滑、摩阻系数低、传热系

数小等明显的优点，在中低压非金属集油管道、污水输送、高压注醇、高压注水管

道中已得到了不断应用，但在高压天然气，特别是含硫天然气中尚无大规模工业性

应用，缺乏非金属管材的选型、管材强度与刚度弯曲试验、承压力学性能评价、连

接密封性能和泄漏失效安全防护等方面的技术支撑［2－5］。

2金属管道存在问题

2.1金属管道的优点

气田用金属管材主要包括无缝钢管和螺旋缝焊管，其中无缝钢管在中小管径中占主

导地位，广泛应用于石油化工工艺中各个环节，其连接方式以焊接为主。金属管道

具有耐高压、容易更换，适用于任何规格的集输管道，特别是大口径的压力管道优

点更为明显。

2.2金属管道的缺点

金属管道存在着施工复杂，需要大量的人力、物力和较长的时间；其防腐层是人工

制作，寿命有限，接头的防腐及焊缝质量是很难保证的，加之内壁未进行防腐处理，

管道耐腐蚀性能差，严重影响系统的使用寿命；还有内壁粗糙、摩阻系数大、压力

损失大等缺点。

金属管道易受到周围介质的化学、电化学作用而产生腐蚀破坏。根据美国国家运输

安全局历年发生的管道事故报告的统计结果可知管道失效原因中腐蚀占了43.6%。

在国内，天然气管道因腐蚀造成失效也占有相当高的比例。2007年某输气管网共

发生77次管道失效事故，其中38次为腐蚀