天然氣處理廠重點(diǎn)管線彎頭腐蝕檢測(cè)及評(píng)價(jià)

魏霞，張昆，姬冠華，李富生，吳自亮，張衍梅

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林719000）

天然氣處理廠重點(diǎn)管線彎頭腐蝕檢測(cè)及評(píng)價(jià)

魏霞，張昆，姬冠華，李富生，吳自亮，張衍梅

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林719000）

榆林天然氣處理廠部分天然氣管線自投運(yùn)至今已服役超十年。天然氣生產(chǎn)及處理過程中所攜帶的酸氣、高礦化度地層水等，對(duì)管線產(chǎn)生了不同程度的腐蝕。通過對(duì)重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的管線開展不停輸全面檢測(cè)評(píng)價(jià)，及時(shí)了解管線運(yùn)行的安全狀況，對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并制定相應(yīng)的對(duì)策及措施。

天然氣管線；腐蝕檢測(cè)；安全狀況；對(duì)策

榆林天然氣處理廠建成脫水脫烴裝置2套，天然氣處理能力20×108m3/a。干線來氣管道10條，外輸管道9條，聯(lián)絡(luò)線1條，轉(zhuǎn)輸氣能力340×108m3/a。

本次檢測(cè)內(nèi)容包括原始數(shù)據(jù)收集、宏觀檢查、安全保護(hù)裝置檢查；腐蝕檢測(cè)方法選取、管體及焊縫缺陷檢測(cè)；檢測(cè)結(jié)果分析、防腐層性能檢測(cè)及修復(fù)；腐蝕機(jī)理分析、耐壓強(qiáng)度校核；安全等級(jí)評(píng)價(jià)、剩余壽命預(yù)測(cè)。

為掌握廠內(nèi)管線的腐蝕情況，本次管道檢測(cè)選取服役年限超10年的輸氣管道、重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的管線管件以及部分焊縫開展腐蝕檢測(cè)評(píng)價(jià)。

圖1 重點(diǎn)管線彎頭腐蝕檢測(cè)思路框圖

1 重點(diǎn)管線彎頭腐蝕檢測(cè)

1.1 管體腐蝕直接檢測(cè)

1.1.1 檢測(cè)技術(shù)管體腐蝕直接檢測(cè)采用的管線檢測(cè)技術(shù)有5種，其中低、高頻導(dǎo)波檢測(cè)和遠(yuǎn)場渦流檢測(cè)用于對(duì)管線進(jìn)行大面積缺陷掃描，超聲波測(cè)厚和超聲C掃描用于對(duì)管線做精細(xì)檢測(cè)。

1.1.2 數(shù)據(jù)分析利用低頻導(dǎo)波、遠(yuǎn)場渦流檢測(cè)1#脫水脫烴裝置天然氣管線均未發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕缺陷；利用高頻導(dǎo)波、超聲C掃描并結(jié)合超聲波測(cè)厚檢測(cè)到1#脫水脫烴裝置天然氣管線有8處腐蝕缺陷，其中最大減薄量為1.0 mm，平均減薄量為0.7 mm。

表1 1#脫水脫烴裝置天然氣管線檢測(cè)結(jié)果

利用超聲C掃描、高頻導(dǎo)波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：陜京一線外輸、二凈來氣廠內(nèi)管線未發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕缺陷。

低頻導(dǎo)波、遠(yuǎn)場渦流并結(jié)合超聲波測(cè)厚檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：陜京一線外輸區(qū)管線最大減薄量為1.85 mm，平均減薄量1.2 mm。二凈來氣廠內(nèi)管線最大減薄量為1.50 mm，平均減薄量0.75 mm。

表2 陜京一線外輸區(qū)、二凈來氣廠內(nèi)管線檢測(cè)結(jié)果

南一干線廠內(nèi)部分管線腐蝕平均速率為0.018 mm/a～0.072 mm/a，依據(jù)NACE SP0110-2010《濕氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)推薦做法》，屬于低、中度均勻腐蝕。

南二干線來氣廠內(nèi)部分，管線腐蝕平均速率0.027 mm/a～0.103 mm/a，屬于中度均勻腐蝕。

利用各種檢測(cè)方法測(cè)試的數(shù)據(jù)，基本接近或一致，表明數(shù)據(jù)真實(shí)、檢測(cè)手段可靠。

表3 南一干線來氣廠內(nèi)管線檢測(cè)結(jié)果

表4 南二干線來氣廠內(nèi)管線檢測(cè)結(jié)果

1.2 埋地管道檢測(cè)

1.2.1 埋地管道壁厚檢測(cè)對(duì)管體直接檢測(cè)顯示較嚴(yán)重腐蝕點(diǎn)進(jìn)行開挖檢測(cè)。從管體直接檢測(cè)的數(shù)據(jù)分析，廠內(nèi)各管線均有不同程度的腐蝕缺陷。對(duì)于已檢測(cè)出的埋地管線腐蝕，采取開挖檢測(cè)的方式確認(rèn)，并與原檢測(cè)結(jié)果比對(duì)。

利用各種檢測(cè)手段，并結(jié)合開挖檢測(cè)比對(duì)的方式，直接檢測(cè)和開挖檢測(cè)腐蝕率綜合誤差≤2%，基本接近或一致，說明數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

1.2.2 防腐層性能檢測(cè)對(duì)11條管線共18處進(jìn)行重點(diǎn)開挖，未見防腐層大面積破損，主要以其他破損為主（老化、針孔缺陷等），防腐層受損管道未發(fā)現(xiàn)有外腐蝕發(fā)生，管壁未見大幅減薄現(xiàn)象，仍可按現(xiàn)有的輸送壓力運(yùn)行。

1.3 焊縫腐蝕檢測(cè)

采用磁粉檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、相控陣三種方法對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，評(píng)價(jià)酸性氣體腐蝕、應(yīng)力作用、流體沖刷等各種因素作用下的焊縫性能。

通過檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，焊縫缺陷主要為未焊透和錯(cuò)邊缺陷，根據(jù)GB/T19624-2004中的評(píng)價(jià)方法，目前未焊透、錯(cuò)邊缺陷是安全的。

2 腐蝕檢測(cè)分析及評(píng)價(jià)

2.1 腐蝕機(jī)理分析

榆林南區(qū)氣質(zhì)H2S平均含量為2.6 mg/m3，CO2平均含量為1.93%，結(jié)合采出水pH值、礦化度、Cl-含量得知榆林南區(qū)屬于微含H2S、低含CO2氣質(zhì)。

PH2S=0.000 008 9 MPa＜0.000 3 MPa，管線處于硫化物應(yīng)力開裂0區(qū)。

PCO2=0.094 MPa，為CO2輕度腐蝕環(huán)境區(qū)。

PCO2÷PH2S=10 561＞500，所以廠內(nèi)天然氣管道腐蝕以CO2腐蝕為主，屬輕度腐蝕。

2.2 耐壓強(qiáng)度校核

根據(jù)《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》中的校核標(biāo)準(zhǔn)，除已停運(yùn)的一條管道外，其他管線均能通過耐壓強(qiáng)度校核。

2.3 安全評(píng)定

根據(jù)《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》及《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕與防護(hù)調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)》，明確各條管線安全等級(jí)及下次檢測(cè)時(shí)間。在目前工況下除已停運(yùn)的管線，其余管線可安全使用至下一檢測(cè)時(shí)間。

2.4 剩余壽命預(yù)測(cè)及再評(píng)價(jià)時(shí)間

根據(jù)SY/T0087.2-2012，再評(píng)價(jià)時(shí)間間隔應(yīng)為剩余使用壽命的一半，已檢測(cè)管線最短再評(píng)價(jià)時(shí)間間隔為3年。

表5 管道剩余壽命和再評(píng)價(jià)時(shí)間表

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

在對(duì)站內(nèi)3條干線和外輸管線、脫水脫烴裝置管線進(jìn)行管道檢測(cè)、埋地管道開挖檢測(cè)以及焊縫檢測(cè)與安全評(píng)價(jià)后基礎(chǔ)上，得出如下結(jié)論和認(rèn)識(shí)：

（1）已檢管線整體質(zhì)量較好，未發(fā)現(xiàn)重大腐蝕缺陷，腐蝕速率間于輕度與中度均勻腐蝕，局部中度點(diǎn)蝕現(xiàn)象，以CO2腐蝕為主。

（2）根據(jù)開挖出不同類型破損點(diǎn)，了解防腐層狀況，整體情況良好。對(duì)檢查出的破損點(diǎn)及時(shí)開展了修復(fù)，保證外防腐效果。

（3）為克服某一種檢測(cè)方法存在的盲區(qū)及局限性，采用六種檢測(cè)技術(shù)配合開展、相互驗(yàn)證的方式，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性、檢測(cè)手段的可靠性。

（4）根據(jù)相關(guān)規(guī)范，明確了各條管線安全等級(jí)及檢驗(yàn)周期，并進(jìn)行了壽命預(yù)測(cè)（最小值為6年）。由于本次檢驗(yàn)為首次全面檢測(cè)，部分原始數(shù)據(jù)可能存在偏差，利用下一周期的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)會(huì)更準(zhǔn)確。

［1］楊玉林，呂江，喬玉龍，等.靖邊氣田天然氣管線腐蝕檢測(cè)與趨勢(shì)分析［J］.石油化工應(yīng)用，2010，29（4）：97-102.

［2］蔡文軍，陳國民，潘東明，趙學(xué)年.腐蝕管線剩余強(qiáng)度評(píng)估的研究進(jìn)展［J］.石油機(jī)械，2007，27（11）：51-53.

［3］付道明，孫軍，等.預(yù)測(cè)腐蝕管道剩余強(qiáng)度的新方法［J］.油氣儲(chǔ)運(yùn)，2004，23（4）：18-24.

Natural gas treatment plant key pipeline elbow corrosion testing and evaluation

WEI Xia，ZHANG Kun，JI Guanhua，LI Fusheng，WU Ziliang，ZHANG Yanmei
（Gas Production Plant 2 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Yulin Shanxi 719000，China）

In Yulin natural gas treatment plant，some pipelines have been running for more than ten years.Because of sour gas and high salinity formation water generated during production and treatment，these pipelines have been corroded in some degree，and a serious trend has been emerged that pipe body of these pipes becomes more and more thin.Overall check and evaluation to those pipelines in critical areas are implemented，measures of corrosion prevention and repair measures are proposed，which will be useful for monitoring the situation of operation and safety，analyzing and evaluating potential risks.

natural gas pipelines；corrosion check；safety situation；measures

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.08.027

TE988.2

A

1673-5285（2015）08-0103-03

2015－07-01