[宝典]清除管道腐蚀产物黑色粉末的技术研究

[宝典]清除管道腐蚀产物黑色粉末的技术研究 清除管道腐蚀产物黑色粉末的技术研究 对输气管道安全而又经济地运行来说，管道中的黑色粉末(Black Powder)被公认为是一种腐蚀危害产物，它是细小颗粒的亚铁副产物。 1、产生根源 一般来说，在下述几种情况下将会产生黑色粉末:(1)酸性气体作业:管输高含硫化氢的天然气将导致硫化铁在管道内生成;(2)湿气:管道在水压试验阶段残留在管内的水或因输送富气而导致的湿分，都会促使氢氧化铁和氧化铁在管道上生成;(3)管子轧屑的变质:在老式的和未涂敷防腐保护层的管道上，管子轧制时出现的轧屑(氧化皮)是产品质量低劣的表现。轧屑往往与湿气结合而聚集在钢材的细小裂纹和气孔中，从而导致黑色粉末的形成。 由于管道有不同的制造、试运和运行过程，所以绝不能仅仅根据某种单一的原因就能对黑色粉末的产生根源做出一概而论的论断。对管道作业公司来说，最好是跟踪管道施工、运行的工艺和管道技术的历史，以便揭示引起潜在问题的根本原因，从而采取适当的防范措施。 2、导致后果 尽管近几年来人们对黑色粉末问题已引起了注意，但它对管道的影响还未给予正确估价。黑色粉末可能造成的主要不良后果如下: (1)由于黑色粉末的细小质点通常含铁以及它往往聚集在管道的粗糙面上(部分原因源于进行常规的清管作业所致)，因此这种质点会掩盖管道腐蚀检测装置对金属损失的真实检测结果。这是由于对缺陷的估计过于保守，因而会对管道长期的安全运行构成威胁; (2)黑色粉末的存在会损伤清管器和管内检测装置的聚氨酯部件; (3)由于管内检测装置在管道内运行时会产生较高的摩阻，因而会使该装置在管内运行的速度分布图无规律可寻，而且速度漂移还会导致检测数据丢失，或者甚至对检测装置造成损伤; (4)管输效率会随着污染物的增多而降低; (5)管输产品的质量会受到严重影响，而且管道作业者还可能面临用户提出的申诉; (6)由于黑色粉末质点的污染致使涡轮的叶片、过滤器或其他工艺设备堵塞或遭受损坏。 3、防范措施 为了解决这一问题，需要考虑黑色粉末在管道运行时的种种表现。而且，这些措施要在对气体产品的影响很小或不致产生影响的情况下进行。 (1)机械清管:在黑色粉末尚未形成重大问题的情况下，进行机械清管作业使管道保持干净状态，但当问题极其严重时机械清管就可能无能为力了。 (2)利用凝胶剂清管:已经表明利用凝胶清管器进行清管能够携带大量固体物质，但在进行在线清管时，要使用大批的凝胶剂，此时要对清除残留在管内的凝胶剂给予特别注意。 (3)进行过滤:在输气管道下游放置过滤器有助于减轻黑色粉末造成的不良后果。 4)使用表面活性剂清理:采用表面活性剂清理管道已被证明在对付黑色( 粉末过程中具有良好的能力。表面活性剂能溶解于柴油及其他溶剂中，这样也就不会使管道暴露在水中从而易遭腐蚀。表面活性剂能穿透污染物、改变表面特性，而且便于利用清管器来清除大量的固体物质。 4、案例研究 荷兰的Pipesurvey International公司曾经面临在阿拉伯湾地区对一条多径的输气管道进行清理的难题。该条管道存在十分严重的黑色粉末污染的问题。管道长18km、管径22in和24in，其任务是向一座天然气装置连续输送气流(工作压力450psi，输量为7500万ft3/d)。 对该条管道的清理曾采用带有机械式刮板的清管器进行。但鉴于管道的状况，认为采用这种清管器进行清管并不是可行的。因为在此情况下的最大的挑战是多种管径的配置问题，刮管器沿管道全程行进必须多次改换其尺寸。 于是荷兰的这家公司便改用密集批量液流的方法来完成其清理作业。此时，在“龙头”和“龙尾”的两个清管器列车之间使凝胶溶液形成柱状，而且始终保持这一批量，即使是在直径变化的转换点上也这样做。这就有专门设计的清管器，因为此种清管器要求具有足够的灵活性，以便使其能够通过两种不同的管径，并能提供足够的刚性以置换大量的固体物质。工人们还采用了移动式的隔离塞解决了对黑色粉末的在线清理问题。移动式隔离塞的安装和运行由公司的专业人员来完成，这种隔离塞提供了入口扼流阀、湿分提取器及大量排放和回压控制系统的作用。至于表面活性剂，该公司则已经开发出了一种名叫Kathar的产品 ——一种具有强大作用力的、可生物降解的且具有优异特性的表面活性剂。 在进行清理的过程中，对于像流量和压力差异之类的所有运行参数都得到了严密的监视，对碎屑的采样则是从管道内收集的。此次清理工作中总计共清除了大约7t的固体物质，此后不久，又进行了一次漏磁通量检测(MFL)。结果表明，MFL检测装置的通过一路顺畅，而且并未对检测装置及其高质量的MFL检测数据造成损伤和不良影响。