输气管道腐蚀评价分析方法

输气管道腐蚀评价分析方法

靳太强张振宇赵伟

中石油管道有限责任公司西气东输分公司郑州管理处郑州450000

摘要：输气管道的腐蚀是威胁管道完整性管理的一个重要内容，管道腐蚀的防控对于管道运行单位具有十分重要的意义。目前工程中，大都采用现场实时检测或已然发生事故的途径对管道的腐蚀进行评价，前瞻性较差。本文通过文献调研，对国内现有的输气管道的腐蚀预测进行了总结，总结发现，现有的腐蚀预测方法大都基于数据映射关系的模糊数学或者灰色理论，定性加部分定量的对输气管道的腐蚀进行预测，实际应用价值一般。

关键词：输气管道；腐蚀预测；数学计算

输气管道输送介质为天然气，主要成分为甲烷，而同时伴有二氧化碳、硫化氢、水等其他物质，而这些杂质的存在为天然气管道的内部腐蚀提供了温床，对于集输管道尤其严重。对于此类管道，目前的主要方法是通过内涂层以及阴极保护联合保护的形式，对管道的腐蚀进行防控，但是一旦涂层破损而阴极保护不能起到很好的保护效果，则管道腐蚀同样会发生，对于在役时间较长的管道存在较为普遍，目前的处理方式主要是通过时间判断和现场挖掘验证，抑或通过已经穿孔的途径对管道的腐蚀现状进行了解；然而不难发现，这些途径抑或准确度不够，抑或已经腐蚀穿孔；因此，在管道腐蚀之前，对管道的腐蚀进行预测评价，对于输气管道的完整性管理具有十分重要的意义。

目前，对于输气管道腐蚀预测主要基于数学计算方法，其中包括基于NicheGA的灰色模型预测预测方法、基于灰色系统理论的天然气管道内腐蚀评价方法、基于模糊层次分析法的长输天然气管道腐蚀综合评估方法等。

1.基于NicheGA的灰色模型方法[1]

该种方法是结合小生境遗传算法和灰色模型的优点，用灰色理论建模，用基于小生境的遗传算法对模型中的参数进行估计，对输气管道的腐蚀进行预测。采用该方法，秦政先等人对四川气田某输气管道不同时间测得的腐蚀速率和腐蚀深度进行了预测计算，并进行了现场验证，验证结果表明，预测精度较高，能够解决管道腐蚀中遇到的复杂非线性问题，并认为该方法可以作为预测管道腐蚀的一种方法，但由于设置小生境遗传算法目标函数并非是唯一的，因此，需要在寻求更好的目标函数上做进一步的工作。

2.灰色系统理论评价方法[2]

该方法首先对输气管道的内腐蚀的腐蚀原因进行初步分析，并确定灰色系统的输入数据，基于工程实际建立该些输入数据与腐蚀速率对应的数据库，基于此建立灰色关联，从而对各个影响因素的关联度进行求解。基于该方法，张栋栋等人以H2S浓度、CO2浓度、缓蚀剂浓度三项作为腐蚀影响因素，基于既有的腐蚀对应数据，通过灰色系统理论得出了三个影响因素的关联度。

3.模糊层次评价方法[3]

与灰色系统理论评价方法类似，模糊层次评价方法也是一种定性分析和定量分析相结合的系统分析方法，两者的不同在于基于灰色系统理论评价方法的灰色对应结构大都为一层，而模糊层次评价方法则需构造层次结构图、建立模糊一致矩阵，因此该种方法的腐蚀影响因素以层次结构出现，数量多、层次清晰，而计算也便相应复杂。王方成等人通过广泛的文献调研和实践探索，建立了如图1中的长输天然气管道腐蚀层次结构。基于既有腐蚀数据库，通过计算得到了各影响因素对腐蚀影响的权重数值。

4.总结

通过文献调研，针对输气管道的腐蚀评价得到以下结论：

1）现有的工程实用的输气管道腐蚀评价方法，大都采用现场实时检测或者已然发生事故来对管道的腐蚀进行评价，该途径不具有提前预判性，对指导管道的完整性管理不具备前瞻性；

2）现有研究和工程中，可采用的输气管道腐蚀评价手段主要是基于腐蚀数据库，通过模糊数学或者灰色理论建立映射关系，定性加不完全定量的对腐蚀速率进行评价分分析，该类方法虽然在一定程度上指导了管道的完整性管理，但是其量化性较差。

参考文献：

[1]秦政先，李长俊，胡安鑫，等.基于NicheGA的灰色模型预测天然气管道腐蚀速率[J].油气储运，2007，26（2）：47-50.

[2]张栋栋，张牛牛，王珊，等.基于灰色系统理论的天然气管道内腐蚀评价[J].兰州石化职业技术学院学报，2007，7（4）：12-14.

[3]王方成，张礼敬，陶刚.基于模糊层次分析法的长输天然气管道腐蚀综合评估[J].江西化工，2016（3）：82-84.