油氣管道腐蝕檢測技術(shù)與防腐措施探究

蔡鵬 姜海瑞 郭燕群(中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

0 引言

油氣管道常年埋于地下，難免會受到土壤中的酸、堿、鹽侵蝕，加之管道防腐層由外力產(chǎn)生的破損，致使管道腐蝕加劇進而可能發(fā)生泄漏以及油氣泄漏后連鎖發(fā)生的中毒、火災(zāi)等生產(chǎn)事故，這樣就會增加運輸成本減少企業(yè)收益，對其周邊環(huán)境和人員安全產(chǎn)生巨大的危害。在油氣管道埋置在地下兩年一般就可能產(chǎn)生較深層次的腐蝕[1]，為了降低運輸成本、增加企業(yè)效益、防止較大以上事故發(fā)生，對油氣管道的進行腐蝕檢測與防腐措施至關(guān)重要。

1 油氣管道腐蝕機理

在一般情況下腐蝕機理決定油氣管道腐蝕的具體情況，而多數(shù)情況下油氣管道與土壤中的酸、堿、鹽、地下水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，而少數(shù)情況是因為對油氣管道的保護不完全；另一部分原因是因為油氣管道本身在投入使用的時候就有質(zhì)量問題，或是在設(shè)計的時候沒有根據(jù)實際情況和相關(guān)標準的規(guī)定，所以在投入使用的時候必然會出現(xiàn)腐蝕等一系列問題；加之油氣管道的材料也會引起油氣管道的腐蝕，比如說油氣管道的材料大多數(shù)選用非金屬，這就會使因化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)腐蝕的可能性大大提高[2、3]。

2 管道腐蝕原因

2.1 管道所處場所的外界因素

油氣管道在投入使用運行后，外界環(huán)境是不可控的，并且在自身的工作過程中溫度存在不同幅度的波動，而且油氣管道處的地下相對位置以及路線對其本身的腐蝕都有一定的影響。一般情況下，高溫會加速油氣管道腐蝕速率，并且管道所設(shè)的場所土壤成分也會對油氣管道的腐蝕具有一定的影響[2]。

2.2 管道的自身情況

在油氣管道設(shè)計、建造過程中，會對管道的材質(zhì)組分和埋設(shè)地點的土壤情況進行細致的檢測與分析，是因為油氣管道主要是久存于地下，不同材質(zhì)的管道會與土壤進行接觸，土壤中不同物質(zhì)組分、含水量以及土壤中的微生物會直接或間接和管道材質(zhì)中的相關(guān)組分發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)造成腐蝕。我國目前狀況對管道材質(zhì)與土壤腐蝕情況的分析與研究還不夠健全[3]，但經(jīng)過長時間的工作實踐積累了一定的經(jīng)驗，一般會對管道材質(zhì)通過資質(zhì)資料進行分析以及埋設(shè)地點土壤的電阻率進行測量，然后再對結(jié)果進行分析、分類、擬合，對于一些地質(zhì)環(huán)境非常復(fù)雜的地方，通過當(dāng)?shù)赝临|(zhì)的酸堿程度、含水量以及電阻率等數(shù)值進行詳實的測量分析，這些工作實施的優(yōu)劣直接影響著管道的腐蝕情況。

2.3 油氣組分

除了以上的兩種原因外，管道輸送石油和天然氣的組分也影響著管道的腐蝕情況，管輸油氣中存在硫化物、水以及其他物質(zhì)等雜質(zhì)，這些油氣雜質(zhì)具有的氧化性或酸性使油氣管道發(fā)生腐蝕，尤其是其中包含的氧、二氧化碳等會與油氣管道發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，進而加重油氣管道腐蝕情況。

3 油氣管道的腐蝕檢測技術(shù)

3.1 攝像技術(shù)

該技術(shù)屬于一種數(shù)字化動態(tài)檢測方式。主要是在檢測過程中，運用攝像頭對管道內(nèi)的光圈進行成像，并利用CCTV 攝像技術(shù)的采集、處理、傳輸和保存等原理，對管道內(nèi)部的各個數(shù)據(jù)進行采集、收集，以達到了解和掌握油氣管道內(nèi)部動態(tài)的目的。CCTV 攝像機能及時的將管道中的情況成像并傳輸?shù)接嬎銠C中，然后再通過專業(yè)人員對CCTV 攝像機所傳回來的圖像進行專業(yè)分析，在一定程度上對于腐蝕檢測的準確度以及確定腐蝕情況的速度都得到了有效提高，這也為日后的自動檢測提供了一定的基礎(chǔ)。

3.2 漏磁檢測技術(shù)

漏磁檢測技術(shù)是目前使用范圍最廣的一種檢測技術(shù)，在具體檢測過程中，主要是利用磁感應(yīng)線作為判斷依據(jù)。在檢測中，一旦管道的某一部分出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，那么磁感應(yīng)線的運行規(guī)律就會出現(xiàn)變化。通常，在沒有腐蝕管道中，磁感應(yīng)線是平直、相互平行的，并且均是朝著同一個方向發(fā)展；而在腐蝕的管道中，磁感應(yīng)線就會出現(xiàn)中間凸起等變化。與其他檢測技術(shù)相比，漏磁檢測技術(shù)具有使用簡單、易于把握等優(yōu)勢，并通過該技術(shù)方式，專家都能準確掌握尤其管道的腐蝕情況、腐蝕部位等相關(guān)情況。

3.3 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)主要是利用波，通過其經(jīng)過管道內(nèi)外壁的時間差，對管道內(nèi)腐蝕程度進行推斷。該檢測方法最初是利用在土工石塊無損檢測中，現(xiàn)已被應(yīng)用到油氣管道的檢測中。并且經(jīng)實踐證明，超聲檢測的聲波頻率越高，其分辨率就越高，檢測結(jié)果就越準確。

相比于前兩種方法，超聲波檢測技術(shù)所測得的數(shù)據(jù)非常簡單，準確度很高但是該技術(shù)有一定的限制，對超聲波檢測的設(shè)備的要求很高，就目前而言超聲波檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于直徑比較大的管道，進而也就限制了該技術(shù)的應(yīng)用范圍，除此之外，如果管道中出現(xiàn)裂縫會影響數(shù)據(jù)的準確性。超聲波檢測技術(shù)主要是利用波，通過其經(jīng)過管道內(nèi)外壁的時間差，對管道內(nèi)腐蝕程度進行推斷。該檢測方法最初是利用在土工石塊無損檢測中，現(xiàn)已被應(yīng)用到油氣管道的檢測中。并且經(jīng)實踐證明，超聲檢測的聲波頻率越高，其分辨率就越高，檢測結(jié)果就越準確。

4 油氣管道的防腐措施

4.1 采用防腐層和陰極保護技術(shù)

由于油氣管道大多數(shù)都是埋在地下的，除了在管道上設(shè)置防腐層，還需要利用陰極保護，這樣才能夠使管道得到相應(yīng)的保護，而陰極保護通常采取附加電流等方法，其主要原理就是通過發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而制定的保護方法，而防護層與陰極保護相結(jié)合的方法的不斷實踐得出，陰極保護技術(shù)對油氣管道的保護發(fā)揮著重要作用，但在應(yīng)用兩者相結(jié)合的保護辦法過程中需要注意的是：需要工作人員不光要對陽極與相對應(yīng)的陰極進行特別的重視，還要對管道周圍土壤成分以及地下水要進行確定存在，因為只有這兩者存在于管道周圍才能作為陽極與陰極的介質(zhì)。

4.2 采用縮減加熱蒸汽能耗技術(shù)

對石油與天然氣運輸?shù)倪^程中，溫度對兩者的運輸非常重要，而我們常常采用縮減加熱蒸汽能耗技術(shù)來保證兩者的運輸，使石油與天然氣在這個過程中減少損耗，造成不必要的浪費與損失，這就需要降低石油與天然氣的年度比，但在實際情況加大溫度必定會產(chǎn)生熱量使能量消耗變大，但還要降低粘度使輸送功率變小，這兩者之間存定著一定的矛盾，而我們就可以將能量消耗增大的量減小，輸送功率變小的量減小，也是一種降低能耗的措施。

4.3 電化學(xué)防腐的應(yīng)用

當(dāng)土壤中存在的電流與管道發(fā)生接觸就會發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而造成腐蝕，針對這樣的腐蝕原因可以利用找到可能存在電流造成金屬腐蝕的地方，再采取有效措施進行控制從而使管道發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的可能性降低，其主要方法是陰極保護法與陽極保護法這兩種，主要是在管道表面進行鍍層，而鍍層成分主要是電位金屬層，可以對管道起到很好的腐蝕保護作用。

4.4 內(nèi)部防腐

石油天然氣存在著許多化學(xué)物質(zhì)，這必定會對管道造成腐蝕，用天然氣中含量最多的二氧化碳所具有的腐蝕性也是最強的，就需要我們對二氧化碳造成腐蝕的原因，進行研究從而采取相應(yīng)對的防腐措施，可以在設(shè)計管道的時候安裝腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)，觀察管道能否承受目前的腐蝕程度，針對監(jiān)控數(shù)據(jù)采取相關(guān)的防護措施。

4.5 要選擇優(yōu)質(zhì)的防腐性高的管道材料

油氣管道的選擇對于有效避開腐蝕是至關(guān)重要的，所以在選擇油氣管道的時候，要對材料進行嚴格的判別，要選擇防腐性能耐電絕緣等性能較好的材料，而且在選用防腐層的時候要根據(jù)埋設(shè)地點，土壤成分等具體情況進行選擇與安裝，以便適于各種不同的環(huán)境，切記不要選用偽劣產(chǎn)品。

5 結(jié)語

綜上所述，油氣管道在運行過程中，受內(nèi)外多重因素的共同影響，一般會出現(xiàn)不同程度腐蝕現(xiàn)象，連鎖反應(yīng)可能導(dǎo)致油氣泄露等事故。因此，必須要采取科學(xué)、先進、合理的腐蝕檢測技術(shù)與防腐措施，從而加強油氣管道的綜合保護，延長油氣管道全生命周期壽命，保障石油和天然氣集輸?shù)恼＿\行。