天然气管道CO_(2)腐蚀机理及预测模型研究进展

天然气管道的CO_(2)腐蚀是一个普遍现象,但对于其腐蚀机理目前仍然缺乏深入的理解和认识,因而难以解释CO_(2)的腐蚀行为并建立有效的腐蚀速率预测模型。为此,从均相化学反应、电化学反应和传质过程3个方面,讨论了CO_(2)腐蚀机理,分析了影响CO_(2)腐蚀的关键因素,总结了相应的CO_(2)腐蚀速率预测模型的最新研究进展情况;在对CO_(2)腐蚀机理最新理解的基础上,比较了各种模型的机理性和拓展性,总结了现行研究的缺陷和不足,并基于现存的问题对今后的研究方向进行了展望。研究结果表明:(1)目前对于CO_(2)腐蚀机理的研究主要以理想溶液环境体系为主,未来需要对非理想溶液体系的CO_(2)腐蚀机理进行研究;(2)关于CO_(2)腐蚀反应机理的认识还不清楚,对于CO_(2)能否直接参与阳极反应以及H2CO3能否直接被还原还存在着争议,需要进一步研究;(3)目前的腐蚀速率预测模型都只考虑了电化学腐蚀因素,而没有考虑管道内复杂流动的影响,应建立更符合管道实际工况的预测模型。结论认为,该研究成果有助于建立准确的CO_(2)腐蚀速率预测模型。

微生物与磁场作用下管线钢的腐蚀行为研究进展

随着埋地年限的推移,目前已被大量应用于实际管道工程的X80钢等高强度管线钢开始逐批面临着腐蚀的危害。工地常采用的漏磁检测等现代技术在施工后难免会残留剩余磁场,与土壤中微生物和腐蚀性离子等因素一起形成了复杂的腐蚀体系。微生物和磁场作为工地上常见的腐蚀因子,对管道的腐蚀行为有着不同程度的影响。土壤中不同类型的细菌对埋地管线钢的腐蚀机理和腐蚀程度不同,最常见的两种微生物——好氧菌铁细菌(IOB)及厌氧菌硫酸盐还原菌(SRB)对腐蚀影响较为突出,而目前研究学者对IOB的腐蚀机理认识趋于统一,对于SRB的腐蚀机理却有多种假设。人工磁场、漏磁检测等技术已成为新时代的产物,而当前却鲜有针对磁场在工程实际中的相关研究,磁场与微生物共存时的研究也仍处于初期阶段。学术界已通过大量实验研究了SRB与IOB对钢材的腐蚀行为,证实了微生物加速金属腐蚀的假设,同时SRB与IOB共存时,二者的协同作用进一步加剧了金属腐蚀。磁场不仅单方面对金属腐蚀有影响,在微生物存在的情况下,亦对微生物的活性有抑制作用,但在一定的磁场范围内又可通过钢材表面电化学行为及介质内离子流动改变生物膜或钢材表面的特性,进而起到抑制腐蚀的作用。综合已有研究可知,磁场、微生物共存时的腐蚀体系极为复杂,对已有结果进行归纳并展望此领域的研究前景实有必要。本文归纳了两种主要微生物,即厌氧菌硫酸盐还原菌(SRB)、好氧菌铁细菌(IOB)分别与磁场共同作用时对金属腐蚀的机理,总结了学术界关于磁场与硫酸盐还原菌协同作用的研究现状,分析了现有研究尚存在争议的问题和缺陷,并对本领域的未来研究提出新的思路。

埋地油气管道腐蚀失效研究进展及思考

随着油气管道服役时间的延长,管道面临的腐蚀失效问题愈加严峻。阐述了中国埋地油气管道腐蚀现状,总结了埋地管道常见的腐蚀失效类型,讨论了油气管道酸腐蚀、微生物腐蚀、应力腐蚀开裂(SCC)及氢损伤的作用机理,分析了温度、腐蚀性阴离子、阴极保护电位、磁场和交流电等环境因素对管道腐蚀的影响。针对当前埋地油气管道腐蚀失效研究尚不充分,机理、规律尚未完全明确的现状进行讨论,以期为未来油气管道腐蚀失效的研究方向选择提供参考:在点蚀穿孔方面,未来应结合多相流模型和弱酸腐蚀机理建立弱酸作用下的腐蚀预测模型,以准确评估油气管道腐蚀程度,采用扫描振动电极技术等手段深入开展微观层面的腐蚀机理研究;在SCC方面,未来可将模拟计算方法与更高分辨率的显微原位观测技术相结合来解析管道应力腐蚀本质。

天然气管道内腐蚀直接评价方法的改进

天然气管道内腐蚀直接评价是一种重要的管道内腐蚀评估手段,为了提高内腐蚀直接评价方法的适用性与准确性,采用电化学测试与数值模拟方法研究CO_(2)电化学腐蚀及管内颗粒冲蚀对管道内腐蚀的影响,并分析管道倾角与持液率对电化学腐蚀的影响。结果表明:天然气管道中电化学腐蚀对管道内腐蚀的影响远大于颗粒冲蚀的影响,颗粒冲刷作用可加速电化学腐蚀;管道倾角越大,持液率越高,管道内腐蚀越严重;在管道倾角较小、上坡段管道较长的位置易发生内腐蚀。在此基础上,提出了一种新的天然气管道内腐蚀直接评价方法,并应用于盘锦某天然气管道。评价结果表明:与原有管道内腐蚀评价方法相比,改进方法能更准确地判别管道积液位置,比较各积液位置的腐蚀风险,因而为天然气管道内腐蚀评估提供更有力的技术支持。