ICDA管道內(nèi)腐蝕直接評價方法探析

摘要：隨著油田年歲的增長，到現(xiàn)在已發(fā)展了20多年了，到目前為止油田的管道大多數(shù)也已服役20多年，達(dá)到管線的設(shè)計使用年限，在這多年的發(fā)展中有的已經(jīng)跟換，有的依然在用。為了節(jié)約成本，讓新老管線繼續(xù)、更長年限的發(fā)揮它的作用，預(yù)防腐蝕造成的管線泄漏而造成危害和經(jīng)濟(jì)損失。我們因重視對管線的評價技術(shù)和檢測技術(shù)，并希望能在吐哈油田內(nèi)發(fā)展內(nèi)腐蝕直接評價技術(shù)，以補(bǔ)充現(xiàn)有的管道內(nèi)檢測方法和完整型管理，提高管道的內(nèi)腐蝕的預(yù)防性管理和維護(hù)水平。

關(guān)鍵詞：內(nèi)腐蝕 直接評價

一.簡介

ICDA內(nèi)腐蝕直接評價方法（Interal Corrosion Direct Assessment）理論基礎(chǔ)為基于干氣輸送管道內(nèi)的液體都聚集在管道個別地段，而且這些地段是最可能發(fā)生內(nèi)腐蝕的部位。因此，對管道沿線諸如水等腐蝕介質(zhì)可能首先聚集的部位進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，將能獲取預(yù)期的有關(guān)信息。如果最有可能發(fā)生內(nèi)部腐蝕的管段經(jīng)過檢查沒有出現(xiàn)腐蝕情況，就可以確定此管道最重要部分是完好的。如果發(fā)生了腐蝕現(xiàn)象，就可確定管道有潛在的損壞問題。

因此利用ICDA方法的基本思想+軟件數(shù)值模擬技術(shù)評估天然氣輸送管道存在積水和內(nèi)部腐蝕的可能性區(qū)域，識別管件腐蝕位置并改進(jìn)實際的測量技術(shù)，有利于保證天然氣管道的安全操作。對可能積水的關(guān)鍵管段的詳細(xì)分析，可以為管路系統(tǒng)的其它部分提供有用信息。

二.主要內(nèi)容

1內(nèi)腐蝕直接評價標(biāo)準(zhǔn)

NACE0206-2006 干天然氣輸送管道內(nèi)腐蝕直接評價法（ICDA）

NACE0208-2008 液態(tài)石油輸送管道內(nèi)腐蝕直接評價法（LP-ICDA）

《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程》

2概述

天然氣管道中如果有積水并同時含有H2S，CO2和氯化物等腐蝕性的有害物質(zhì)組分，就會在管道內(nèi)產(chǎn)生腐蝕。內(nèi)腐蝕是造成管道系統(tǒng)嚴(yán)重老化的原因之一，它將導(dǎo)致管道泄漏，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并嚴(yán)重威脅整個輸氣系統(tǒng)的安全性、完整性和經(jīng)濟(jì)性。如何在內(nèi)腐蝕成為問題之前就提出解決辦法，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)就成了管道維護(hù)的關(guān)鍵所在。試壓法要求管道在停輸狀態(tài)下使用，而超聲波和射線拍照則要求在檢測之前挖掘和清理管道表面，都使得全線檢測不切實際。因此， 通過計算預(yù)測沿線可能積水或積聚電解質(zhì)的區(qū)域，對無法進(jìn)行內(nèi)檢測和不能中斷輸送的管道，可以選擇使用內(nèi)腐蝕直接評價方法（ICDA）進(jìn)行完整性評價。

3理論依據(jù)

ICDA的基礎(chǔ)是要對管道沿線進(jìn)行詳查，檢查其容易積水或其他電解質(zhì)之處，進(jìn)而推斷下游方向管道的完整性情況。

如果在積水可能性最高的管段都未出現(xiàn)腐蝕，則在處于相同運行條件、但積水可能性相對較低的其他管段亦不存在腐蝕。

存在一個產(chǎn)生積水的臨界管道傾角。

三.實施步驟

ICDA直接評估過程一般包括預(yù)評估階段、間接評估階段、直接評估階段、后評估四個階段。

1預(yù)評價；

1.1數(shù)據(jù)收集

1.2確定ICDA的可行性

根據(jù)收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按前述適用條件確定ICDA是否能夠順利進(jìn)行。

1.3確定ICDA的區(qū)域：

ICDA區(qū)域指管道上兩個進(jìn)出口之間的管段。管道中工藝改變（如溫度和壓力的變化）的管段應(yīng)劃分為單獨的ICDA區(qū)域；氣流方向的改變的管段應(yīng)單獨劃為一個ICDA區(qū)域。

存在反輸?shù)墓艿?，?yīng)按輸送方向分別考慮。

2間接檢測

1.1流動建模：

對標(biāo)稱管徑為0.1至1.2m、壓力低于7.6 MPa的管道

θ----臨界傾角（度）；

ρl、ρg----液體、氣體密度；

did----內(nèi)徑；

Vg----表觀氣體流速。

結(jié)合工藝參數(shù)（即壓力、溫度及表觀氣體流速）和管道在其運行歷史中出現(xiàn)過的問題，得到最大臨界傾角，然后進(jìn)行ICDA流動計算。如果流動狀況的歷史記錄，將有助于臨界傾角的選擇。在一個ICDA區(qū)域內(nèi)，臨界傾角不一定為常數(shù)（比如因管道內(nèi)徑有變化），且通常與距離有關(guān)。

1.2繪制管道傾角剖面圖；

用下列方程計算管道傾角：

在進(jìn)行高程測量時，距離間隔必須覆蓋傾角剖面圖上所有相關(guān)的高程變化。最小間隔取決于評估的特定管道、地形及其他特征。

1.3識別可能存在內(nèi)腐蝕的位置

應(yīng)對比臨界傾角的計算結(jié)果和高程剖面圖的結(jié)果，據(jù)此識別可能出現(xiàn)液體滯留，從而可能導(dǎo)致內(nèi)腐蝕的位置。

在每個ICDA區(qū)域中，從該區(qū)域起點開始往下游方向第一個大于最大臨界傾角的管道首先確定出來。

如果所有的傾角都小于臨界傾角，則應(yīng)選擇該ICDA區(qū)域內(nèi)的最大傾角。

易積水的設(shè)施、部件應(yīng)識別出來。

3直接檢測：

標(biāo)準(zhǔn)中沒有提及使用何種無損檢測技術(shù)（NDT）及程序，以及在檢測中發(fā)現(xiàn)管道缺陷后應(yīng)采取的措施（修復(fù)、監(jiān)測等）。必須按照相關(guān)的NACE和ASME國際標(biāo)準(zhǔn)的適用方法，對各個位置進(jìn)行評估，以確定腐蝕程度。

4后評價：

1.1評價ICDA的有效性

若預(yù)測與檢測結(jié)果基本對應(yīng)，則認(rèn)為ICDA有效；

若預(yù)測與檢測結(jié)果大多不符，則認(rèn)為ICDA無效。

1.2確定重新評價的時間間隔

通過腐蝕監(jiān)測、腐蝕速率模型或模擬實驗方法，得到管道最大內(nèi)腐蝕速率vmax；

通過管道設(shè)計壓力得到管道最小安全壁厚δmin；

檢測到管道目前的最小壁厚δ；

時間間隔t計算：

五.總結(jié)

內(nèi)腐蝕直接評價方法能有效識別一般干氣系統(tǒng)的管道內(nèi)腐蝕，而且還能對那些由于物理和幾何條件的制約條件不能進(jìn)行內(nèi)檢測的管道進(jìn)行內(nèi)腐蝕評價，能節(jié)約人力和物力，同時還能在內(nèi)腐蝕未發(fā)生之前識別出管道的內(nèi)腐蝕高風(fēng)險段，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。我們因重視并發(fā)展內(nèi)腐蝕直接評價技術(shù)，以補(bǔ)充現(xiàn)有的管道內(nèi)檢測方法，提高管道的內(nèi)腐蝕的預(yù)防性管理和維護(hù)水平。

ICDA內(nèi)腐蝕檢測評估法這幾年才開始普及，目前我們吐哈油田管道大部分使用了有20年左右，運行時間較長，已經(jīng)達(dá)到它的設(shè)計使用壽命。大多數(shù)管道在泄漏后才發(fā)現(xiàn)，不能提前或及早的發(fā)現(xiàn)管線泄漏，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。為此我們需要找到適合吐哈油田各種管道檢測和完整性管理方法，并全面掌握和了解管道的腐蝕及老化情況。使吐哈油田管道能安全、平穩(wěn)運行。

參考文獻(xiàn)

[1]基于風(fēng)險的壓力管道全過程安全完整性技術(shù)文集

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[4]SY 0007-1999 鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕控制工程設(shè)計規(guī)范

[4]GB 50184—93 工業(yè)金屬管道工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)

[5]GBJ 235—82 工業(yè)管道工程施工及驗收規(guī)范

作者簡介：

江航行（1970-），男，1970年9月20日出生，于1992年7月畢業(yè)于西安石油學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理工程系工業(yè)計劃與統(tǒng)計專業(yè)，現(xiàn)在中國石油天然氣集團(tuán)公司吐哈油田公司基建工程處管道站場管理科工作。