[发明专利]一种利用基于竞争吸附的天然气添加剂的临氢管道耐氢改造方法

说明书

本发明公开了一种利用基于竞争吸附的天然气添加剂的临氢管道耐氢改造方法，属于天然气掺氢管输技术领域。本发明将添加剂注入到临氢管道内，即可实现临氢管道的耐氢改造，所用添加剂为为烷烃、烯烃或含有C、H、O三种元素的化合物中的任一种，可降低临氢管道表面氢气分子浓度，降低管壁金属基体中氢渗透、氢致开裂引发管体失效的可能性，实现对临氢管道的保护，解决了天然气管道耐氢改造中氢气管道建设成本高、施工困难且适用性差的难题，增加了氢能输送的灵活性。

技术领域

本发明涉及天然气掺氢管输技术领域，尤其涉及一种利用基于竞争吸附的天然气添加剂的临氢管道耐氢改造方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

作为解决“弃风弃光”等可再生能源消纳问题的有效途径，天然气掺氢管输工艺发展面临的主要问题为管道钢氢脆问题，且管道钢强度越高越易受氢影响，进而力学性能退化，造成管道脆断、泄漏等事故。

目前为提高临氢钢材的抗氢脆能力可以通过钢材改性和表面改性两种方法。其中钢材改性无法用于已建成的天然气管道，即便对于新建天然气管道，采用强度高的耐氢不锈钢会使得建设成本过高，而采用低强度管道钢则限制了管道的设计压力，降低输送效率；对于表面改性，多种阻氢涂层类产品应用在了高压储氢设备中，但长距离大管径的高压天然气管道相比储氢容器涂敷面积大得多，存在涂料使用成本高、脱落后难修复以及涂敷困难的问题。

鉴于此，为克服以上现有技术中的不足，提出一种大规模、长距离的高压、高掺氢比天然气输送管道的耐氢改造方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是一种利用基于竞争吸附的天然气添加剂的临氢管道耐氢改造方法。本发明针对材质为金属的氢气输送管道或者天然气掺氢输送管道，采用喷注添加剂的方式，将基于竞争吸附的天然气添加剂注入到临氢管道内，降低临氢管道表面氢气分子浓度，降低管壁金属基体中氢渗透、氢致开裂引发管体失效的可能性，实现对临氢管道的保护。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，基于竞争吸附的天然气添加剂在临氢管道保护中的应用，所述添加剂为烷烃、烯烃或含有C、H、O三种元素的化合物中的任一种，优选为醇类、醚类有机物中的一种，进一步优选为甲醇、乙醇、丙醇、乙醚中的一种。

另一方面，利用基于竞争吸附的天然气添加剂的临氢管道保护方法，向临氢管道内注入基于竞争吸附的天然气添加剂，降低管道表面氢气分子浓度，降低管壁基体中氢渗透、氢致开裂引发管体失效的可能性，实现对临氢管道的保护；所述基于竞争吸附的天然气添加剂为烷烃、烯烃或含有C、H、O三种元素的化合物中的任一种；优选为醇类、醚类有机物中的一种。

本发明的有益效果为：

1、本发明的临氢管道保护方法中，基于竞争吸附的天然气添加剂可分期加注，克服了更换钢材和涂敷内涂层一次性成本投资高的缺点。

2、本发明的临氢管道保护方法中，基于竞争吸附的天然气添加剂注入临氢管道内的工艺简单，可以借鉴天然气管道中减阻剂、缓蚀剂的喷注方式注入，进而解决临氢管道内涂层涂敷设备昂贵，涂敷工艺复杂，涂层质量难以保证等问题。

3、本发明的临氢管道保护方法中，基于竞争吸附的天然气添加剂适用范围广，掺氢或纯氢输送管道均可使用。对于在役未涂敷内涂层的管道、小口径低压短距离输气管道及涂层脱落的管道等，均可以通过注入添加剂的方法实现耐氢改造。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实验例1中充氢拉伸试样尺寸示意图；