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天然气管道内外壁热喷玻璃釉防腐新技术 邵文古张文朴 (北京喷釉技术研究所邮编：100101电话 摘要：我国天然气管道运输，园气体中的硫化氢对低碳钢钢管产生氢致裂等影响。事故率较高。因此，从90年代 国家开始立项研究天然气专用钢管的开发，但固成本高和技术等原因跟不上形势发展的需要。我们利用钢管玻 璃肪腐技术适用于天然气管线，做法是在普通低碳钢管内外壁热喷复合一层“玻璃屏障”。是利用无机涂层防护， 使管道延长寿命的新方法。使用年限经论证上百年滁层无变化，材质本身永不老化．涂屡造价每平方米为gO--90元。 一、管道输送天然气国内外条件的不同及技术差距 我国专家潘家华最近指出：“我国能源结构将逐渐改观，在未来的几十年内，石油、天然气在整个 能源结构中所占的分额将急剧增加，二者中尤以天然气为显著。天然气的发展必然带动管道的发展。”口】 囡而2J世纪将是我国管道特别是天然气管道大发展时期，管道技术将达到世界先进水平。届时我国将 建设长距离跨国输气管道(例如计划拟建由俄罗斯到中国的大口径输气管道若干条)，而且还将向外扩 展，承包或合营国外管线，并在投术、管理及运营等方面与国际接轨。到2010年国内将形成南北、东 西两大输气干线及与之相应的管网体系，全国天然气管道将由1996年已投产的!0030km，提高到总长 24600km。【2】 在现代管道建设中，用于管材的投资占总投资的30％以上．因此对钢管的选择与防腐是管道建设 的重要方面。我们知道，管道的输送能力约与管径的266次方、与输送压力的l 7次方成正比，故输送 5MPa 以上。提高输气管道的操作压力，能在提高输气能力的同时明显节约钢材和降低投资pJ。一般高压输送 首先要对天然气进行提纯处理，如脱硫、除水等工序，达到一定的纯度指标，才能管道输送，而且对管 道的材质要求也很高，所以高压输送，对技术要求严格。 我国一般都采用低压输送，天然气不经过脱硫除水，管道内壁又是不防腐的普通裸管直接应用， 因此给管道输送带来严重腐蚀。管内在潮湿环境下，硫化氢和水又是对管壁造成氢致裂、氢鼓泡最好的 温床，使管道的寿命缩短，事故率频繁。对输送含腐蚀介质的天然气管道，首先要求要有优越的抗腐蚀 能力的钢材或涂层，同时管体要有足够的强度、韧性和良好的焊接质量。 二、国内天然气输送管道事故调查 我国天然气输送工艺的特点是：不脱硫和不除水。看来这样前期的投入明显的减少，可是后期的 投入却明显的增加，再加上是裸管输送。天然气中的硫化氢和水，产生多种复杂的酸化过程，对管体能 造成严重腐蚀。此外硫化氢中的原子氢的体积很小，能向钢中扩散，原子氢首先聚集在金属的夹杂物， 气孔和偏析内，当其变成分子氢，体积则扩大20倍，存留处的压力也增大，随着时间的延续，分子氢 分压不断的提高，以致超过金属的起裂条件，使裂纹扩展以致造成事故。 我国输气管道事故的成因分析结果，例如四川气田产出的天然气有70％以上含硫化氢和二氧化碳， 见，管道的穿越段与跨越段为事故多发段，其原因主要和管道低洼处形成集液现象有关，加速了管道的 腐蚀。从该局对已运行27年的付家庙一曹家坝输气管道的统计结果来看，管道事故按时间可分为三个 阶段：第一阶段为投产初期，是事故多发期，事故率约为5，主要是由管材质量、旋工质量和焊接质量 等方面的原因造成；第二阶段为稳定工作期，事故较少，事故率约为2，这比国外高出8％左右；第三 阶段为事故上升期，主要原因为管道内腐蚀和磨损，事故率在5以上，而且事故有意外性，难于修复。 四川全长147 接问题也是内防腐和内补口问题)，管壁腐蚀造成的事故占10％。在国外．现代输气管道事故率平均仅 61 为0076。B 现代高压输油管和输气管采用不同管道钢制造，一般输油管道钢是在不考虑硫化氢腐蚀的前提下 设计的，而输气管道的特点是要有全面的抗硫化氢腐蚀性能考虑(例如上述由俄罗斯到我国的大121径输 气管道预计将采用抗HIC钢管)。目前，国内天然气管道普遍使用的都是低碳钢管而且内表面无防腐层 的内裸管。内裸管是在所输气体与金属壁面接触的条件_F操作，腐蚀极易发生。硫化氢对钢的腐蚀破坏， 总的来讲，是以跟钢表面接触和有水分存在为前