國內(nèi)油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

王艮龍

摘 要：油氣管道輸送是伴隨著石油工業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生的，因其高性價(jià)比，安全性也相對(duì)最高，已經(jīng)被普遍使用，而且數(shù)量規(guī)模在不斷地增加。油氣管道在役時(shí)主要受到內(nèi)外環(huán)境的影響而發(fā)生腐蝕影響使用壽命，使得管道輸送受到影響。腐蝕嚴(yán)重會(huì)使管道破壞，出現(xiàn)泄露。這樣不但會(huì)破壞管道附近的自然生態(tài)環(huán)境，而且會(huì)給國家和人民造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失?；诖耍酒恼聦?duì)國內(nèi)油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：油氣管道;腐蝕;檢測(cè)技術(shù)

引言

油氣管道腐蝕防護(hù)系統(tǒng)是確保其長期安全運(yùn)行的基本保障，隨著國家對(duì)油氣管道安全監(jiān)督力度的加強(qiáng)，油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)管道進(jìn)行定期檢測(cè)和維護(hù)，及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)腐蝕缺陷，并采取相應(yīng)的控制、維修、更換措施，可有效降低腐蝕事故發(fā)生概率。根據(jù)管道檢測(cè)實(shí)施部位的不同，可將管道檢測(cè)技術(shù)分為管道外檢測(cè)技術(shù)和管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)兩大類。

1管道腐蝕的影響因素分析

1.1內(nèi)腐蝕及原因

（1）石油、天然氣自身的部分成分會(huì)腐蝕管道。（2）管道自身的因素。

1.2外腐蝕及原因

現(xiàn)階段，我國對(duì)石油、天然氣的需求量大，但是我國油氣資源不集中，很分散，因此油氣輸送需要大范圍地鋪設(shè)油氣管道，管道需要經(jīng)過不同地質(zhì)環(huán)境，不同的地質(zhì)環(huán)境對(duì)管道的影響也不一樣。加之管道常年深埋在地底下，管道外部不僅受到土壤、水的影響，還受到各種微生物的影響。除此之外，雜散電流對(duì)管道也有腐蝕作用。

2管道腐蝕問題的解決對(duì)策

2.1內(nèi)部防腐處理

在油氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐處理過程中，內(nèi)部防腐是非常重要的，也是提升管道防腐效果的重要方式。眾所周知，油氣管道在儲(chǔ)運(yùn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定的酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)對(duì)于管道的防腐是非常嚴(yán)重的，進(jìn)而對(duì)管道內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕，嚴(yán)重者甚至?xí)绊懙焦艿赖氖褂眯Ч鞍踩浴Ｒ虼?，在?nèi)部防腐處理過程中，要從以下幾個(gè)方面入手：首先，緩蝕劑防腐處理。在具體使用中需要對(duì)緩蝕劑的類型、使用方式進(jìn)行合理地選擇與應(yīng)用。在使用之前要利用專業(yè)性的計(jì)算方式，將注入的量和使用的方式進(jìn)行科學(xué)地規(guī)劃和使用;其次，要定期對(duì)管道進(jìn)行清理。定期清理管道內(nèi)的各種介質(zhì)，能夠有效地降低管道內(nèi)的腐蝕性介質(zhì)因素，也能夠很好地完成內(nèi)部腐蝕工作。

2.2管道外部防腐層處理方式

為了更加有效地隔絕外界介質(zhì)對(duì)管道表面造成的不良影響，需要建立一層外部防腐層對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)，這樣可以直接地阻隔管道與外界介質(zhì)之間的接觸。可以在長輸管道上涂抹防腐材料，使之經(jīng)過固化成為防腐層，避免外界介質(zhì)與管道進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，降低管道被腐蝕的可能性。目前較為常見的管道外防腐保護(hù)層方式有非金屬涂層、氧化處理以及磷化處理等方式。

2.3陰極保護(hù)技術(shù)

該種技術(shù)是油氣管道防腐中經(jīng)常使用的一種腐蝕方法，采取的是犧牲陽極和外加電流保護(hù)的兩種方式。（1）犧牲陽極方式，主要是利用對(duì)陽極材料的合理使用與布置，對(duì)陽極材料的合理規(guī)劃等，以此來提升管道的防腐性能，對(duì)管道的腐蝕問題進(jìn)行解決;（2）外加電流保護(hù)方式，主要是根據(jù)保護(hù)電流的大小對(duì)管道的腐蝕情況進(jìn)行影響，在一般的情況下都會(huì)利用陰極保護(hù)的方式，但是此種方式在加電流對(duì)時(shí)間的要求是很高的，所以陰極站場(chǎng)上就會(huì)出現(xiàn)失效等問題，進(jìn)而對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)管道進(jìn)行保護(hù)。

3國內(nèi)油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)

3.1多頻管中電流測(cè)繪技術(shù)（PCM）

多頻管中電流測(cè)繪技術(shù)是用來在非開挖狀況下，對(duì)埋地管道外防腐層狀況進(jìn)行評(píng)估和破損點(diǎn)的定位。利用電流梯度衰減法（多頻管中電流法）來達(dá)到評(píng)價(jià)和破損點(diǎn)定位的目的?；驹恚簩⑿盘?hào)發(fā)生器信號(hào)線與管道連接，另一根信號(hào)線與大地連接，由PCM大功率發(fā)射機(jī)向管道發(fā)送多種特定頻率信號(hào)電流（128Hz/640Hz/577HZ/850HZ/1KHZ/8KHZ），PCM接收機(jī)能準(zhǔn)確地檢測(cè)到經(jīng)管道傳送的這種特殊頻率信號(hào)電流，PCM連續(xù)測(cè)繪出管道上各處的電流強(qiáng)度。再利用相對(duì)應(yīng)的評(píng)估軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)管道防腐層絕緣性的整體評(píng)價(jià)。某特定頻率的電流強(qiáng)度與管道的距離成反相關(guān)，在其他條件不變時(shí)，對(duì)地絕緣越好的防腐層，其上面的電流損失就會(huì)越少，衰減電流也越少。一旦損壞管道防腐層，如老化、脫落，剝落、搭接、絕緣性差，管道上電流損失就越嚴(yán)重，電流衰減越大。分析電流的衰減程度，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)防腐層破損狀況的整體評(píng)估，這也就是電流梯隊(duì)衰減法原理。

3.2皮爾遜檢測(cè)技術(shù)（Pearson）

Pearson技術(shù)屬于交流電流范疇，交流信號(hào)經(jīng)發(fā)射機(jī)發(fā)射后進(jìn)入管道，當(dāng)存在完整的防腐層，則交流信號(hào)會(huì)沿著管道呈均勻衰減，反之電流會(huì)經(jīng)破損點(diǎn)進(jìn)入外環(huán)境從而形成電壓差，以此對(duì)破損點(diǎn)進(jìn)行定位。而破損點(diǎn)大小可以通過電位衰減值判斷。該檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)防腐層破損位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位且便于操作，靈敏性高。但無法對(duì)防腐層整體狀況進(jìn)行評(píng)估，對(duì)破損點(diǎn)尺寸也無法量化，對(duì)外部電流干擾敏感，管道外環(huán)境和管道涂層類型都會(huì)使信號(hào)不同，主要依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)。

3.3漏磁的檢測(cè)技術(shù)

漏磁檢測(cè)技術(shù)可檢測(cè)出油氣管道金屬損失缺陷，準(zhǔn)確識(shí)別出管道全線各種特征及管道歷史修復(fù)記錄，對(duì)管道類裂紋異常具有一定的檢出能力。相對(duì)其他檢測(cè)技術(shù)，漏磁檢測(cè)技術(shù)不需要耦合劑，受外界干擾小，檢測(cè)速度快，對(duì)體積型缺陷十分敏感，能夠解決由于腐蝕引起的管道失效，更適合大面積、長距離的管道的快速檢測(cè)，是目前國內(nèi)外最為普遍的管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)。

3.4超聲波檢測(cè)技術(shù)

針對(duì)石油輸送管道防腐層剝離致使管道存在安全隱患的問題，通過應(yīng)用超聲波檢測(cè)技術(shù)可以很好的檢測(cè)到管道內(nèi)部防腐層的腐蝕情況，并通過回傳的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，以確認(rèn)腐蝕程度;超聲波的激勵(lì)頻率越大，接收到的信號(hào)能量越小，峰值比例系數(shù)越大，并對(duì)超聲回波信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析，從而選擇一種適用于防腐層剝離管道內(nèi)檢測(cè)的探頭，針對(duì)性進(jìn)行管道檢測(cè)，達(dá)到最佳的效果。

3.5電位連續(xù)測(cè)試法

對(duì)管道的對(duì)地直流電位或者交流電位進(jìn)行一段時(shí)間內(nèi)的連續(xù)測(cè)量，并進(jìn)行干擾情況估算。交直流干擾存在時(shí)，則隨著時(shí)間的變化，管道交流電壓和對(duì)地電位也會(huì)一直變化，因此要掌握到交直流干擾的變化的規(guī)律性，則需要1h到1d之間不等的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。在1條管線上進(jìn)行多點(diǎn)同步（時(shí)間間隔可以是1s或更小）測(cè)量，以便對(duì)管道電位與距離和時(shí)間關(guān)系進(jìn)行繪制，根據(jù)繪制結(jié)果總結(jié)規(guī)律，對(duì)管線是否存在干擾的規(guī)律、范圍和程度等進(jìn)行正確判斷。

3.6射線的檢測(cè)技術(shù)

射線檢測(cè)技術(shù)的機(jī)理是檢測(cè)X射線、γ射線等射線穿透物體過程中在工件各部位衰減后的射線強(qiáng)度，根據(jù)測(cè)試結(jié)果判斷管道內(nèi)壁是否存在缺陷。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以永久性記錄，具有較為直觀的結(jié)果，廣泛的輻照范圍。但是該技術(shù)也存在缺點(diǎn)就是檢測(cè)用設(shè)備復(fù)雜，導(dǎo)致檢測(cè)成本較高，由于檢測(cè)的物體容易造成透射不完全，對(duì)工作人員產(chǎn)生射線危害，同時(shí)也會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生輻射污染，而且難以檢測(cè)出垂直于射線的缺陷。

結(jié)束語

油氣管道腐蝕問題是石油企業(yè)發(fā)展過程中，不可避免的問題。但是也是必須重視的問題。企業(yè)應(yīng)該采用合適的防護(hù)技術(shù)，有效地預(yù)防各類腐蝕問題出現(xiàn)、有效遏制各類腐蝕問題繼續(xù)發(fā)展。從而維持管道基本功能，延長管道使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔省安，李德升，李杰，張松，鄭江寧，程凱.油氣管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展探討[J].石化技術(shù)，2019，26（10）：317+328.

[2]姚森，張楨，溫俊陽，李福剛，王宏武.國內(nèi)油氣管道外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用探討[J].石油和化工設(shè)備，2019，22（10）：88-90.

[3]朱君平.油氣管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].石化技術(shù)，2019，26（05）：299+301.

[4]趙夢(mèng)旭.在役油氣管道腐蝕失效預(yù)測(cè)及維修策略研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2018.

[5]孫浩.基于大數(shù)據(jù)的油氣管道腐蝕診斷與預(yù)測(cè)[D].中國石油大學(xué)（北京），2018.

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