天然气管道的腐蚀机理
1.1 埋地管道所处的环境
天然气管道与土壤中的硫化物相接触,容易出现硫化物腐蚀,而硫化物腐蚀的程度主要受到土壤温度和酸碱度的影响。通常而言,土壤温度为25~30℃,土壤PH值为5~9时,最容易出现腐蚀。
1.2 气体的组成
天然气管道所输送的介质中会有水蒸气,随着管流流动介质的压力和温度降低,会使水蒸气冷凝成为液态水,而液态水在与H2S、CO2接触后会形成亚硫酸和碳酸等,进而对天然气管道造成严重地腐蚀。
1.3 管道中的游离水与高气相流速
在压力降的作用下,天然气管道中的饱和天然气会出现自由液相,但由于高气液比的客观实际,管道内流型主要有2种,分别是层流和环状流。液体在环状流中会以液膜的形式涂覆在管壁上,小液滴会在气体卷吸作用下不断向前运动;而在气液比稍低时,会出现层流,层流特点就在于液相在管道下部运动,气相在管道上部运动。经研究,天然气管道的腐蚀速率与气体流速成正比,随着气体流速的进一步增加,天然气管道的腐蚀速率也会加大。
1.4 压力和温度
天然气管道内酸性物质的活性会随着压力的增加而增加,进而加速腐蚀;而温度的提高会使土壤硫化物对天然气管道外壁的腐蚀速率增加,也会加快管道与酸性物质的反应速率;但是当温度超过70℃时,管道与酸性物质的反应速率就基本不再变化。