油氣田地面集輸碳鋼管線腐蝕檢測技術(shù)分析

王春騫

（大慶油田第五采油廠規(guī)劃設(shè)計研究所，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

隨著我國石油天然氣資源的不斷開發(fā)和挖掘，我國大部分油田已經(jīng)進(jìn)入了開采的中后期，含水比例比較高，而油氣資源的主要運輸設(shè)備就是集輸管線，所以集輸管線的防腐工作變得十分重要。集輸管線一旦出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，就會給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時也會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生污染，經(jīng)過我們對油田集輸管線腐蝕因素進(jìn)行分析，結(jié)合我國油氣田集輸管線的實際工作情況，選擇科學(xué)合理的腐蝕檢測技術(shù)，實現(xiàn)我國油氣田集輸管線安全、穩(wěn)定的運行[1]。目前我國經(jīng)常使用的防腐措施有添加緩蝕劑，使用不銹鋼加護(hù)或者碳纖維補強，使用先進(jìn)的無機非金屬材料等。

1 油田集輸管道腐蝕的類型

1.1 外腐蝕

油氣田集輸管線經(jīng)常出現(xiàn)的腐蝕情況分為外腐蝕、內(nèi)腐蝕兩種，外腐蝕與內(nèi)腐蝕的形成因素有著較大的差異，外腐蝕形成的主要原因為土壤環(huán)境、海水電化學(xué)腐蝕等。

1.2 內(nèi)腐蝕

油田的開采和勘探過程中，空氣中的二氧化碳不可避免的會進(jìn)入到油氣資源內(nèi)部，與水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后PH值下降，酸性較高，很容易造成集輸管線內(nèi)部腐蝕，同時油氣資源中含有一定量的硫化氫，也會造成集輸管線內(nèi)部腐蝕。

2 油氣田集輸管道內(nèi)腐蝕現(xiàn)狀

油氣田集輸管線輸送的介質(zhì)主要為水、氣、烴共存的多相流介質(zhì)，隨著我國油田逐漸的進(jìn)入到開采的中后期，注水量越來越大，集輸管線內(nèi)腐蝕的現(xiàn)象就會越來越嚴(yán)重[2]，所以我們需要高度的重視油氣田集輸管線內(nèi)腐蝕原因分析及內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)，經(jīng)過我們對油氣田集輸管線內(nèi)腐蝕現(xiàn)象實際的研究分析發(fā)現(xiàn)，集輸管線內(nèi)腐蝕的主要影響因素為以下幾點：（1）在集輸管線彎頭、三通、變徑等位置，在高壓高速介質(zhì)的沖刷下，很容易出現(xiàn)內(nèi)腐蝕，當(dāng)輸送的介質(zhì)中含有較多量固體顆粒時，對集輸管線管壁的沖擊更加嚴(yán)重，容易引發(fā)管線泄露等安全事故；（2）集輸管線中輸送的介質(zhì)含有一定量的水、硫化氫、二氧化碳、氯離子等腐蝕介質(zhì)；（3）管線焊口位置附近容易發(fā)生內(nèi)腐蝕現(xiàn)象，一般情況下為焊口涂層不均勻，造成焊接位置與管道形成了大陰極小陽極的情況，輸送介質(zhì)中又不可避免的含有一定量的腐蝕介質(zhì)，因此會在焊口出發(fā)生內(nèi)腐蝕；（4）多項流造成的集輸管線內(nèi)腐蝕，在力學(xué)及化學(xué)的共同作用下，多相流對集輸管線內(nèi)部的沖刷會造成內(nèi)腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，該種情況下出現(xiàn)的腐蝕類型為沖刷磨損、流動腐蝕、沖蝕腐蝕三種[3]。沖刷腐蝕的形成機理主要是管線金屬表面材料受到多相流體力學(xué)的作用下發(fā)生損失；流動腐蝕的主要形成機理就是腐蝕介質(zhì)與反應(yīng)產(chǎn)物在流動的情況下，加快管線金屬表面的腐蝕速度，造成材料表面出現(xiàn)快速腐蝕現(xiàn)象；沖蝕腐蝕的主要形成機理為金屬內(nèi)表面保護(hù)膜在多相流力學(xué)的沖刷下被破壞，加快了管線內(nèi)腐蝕的速度；（5）溶解氧造成的集輸管線內(nèi)腐蝕，一些注水替油井或者間歇開井中管線內(nèi)部很容溶解大量的活性氧，極易發(fā)生暴氧腐蝕現(xiàn)象，想要防止間歇生產(chǎn)井停產(chǎn)期間出現(xiàn)凝管，就要用水對單井管線進(jìn)行掃線，造成油井中水溶解氧含量不斷升高，管線內(nèi)部氧化腐蝕概率增加。

3 油田集輸管道內(nèi)的腐蝕檢測技術(shù)

3.1 漏磁檢測技術(shù)

漏磁檢測技術(shù)主要應(yīng)用在鋼管、鋼棒等鐵磁性材料上，利用高磁導(dǎo)率這一特點，磁導(dǎo)率會因為集輸管線內(nèi)部腐蝕而發(fā)生變化，鋼管在外部磁場的作用下被磁化，正常情況下管道內(nèi)部的磁力線在鋼管上是均勻分布的，但是如果集輸管線的內(nèi)部存在腐蝕，磁力線的分布就會產(chǎn)生曲折，一些磁力線暴露在鋼管的表面，我們對鋼管表面暴露的磁力線進(jìn)行檢測，就能了解鋼管是否出現(xiàn)內(nèi)腐蝕現(xiàn)象，最后通過計算磁敏傳感器數(shù)據(jù)，分析缺陷信息的詳細(xì)情況[4]。

3.2 超聲波檢測儀

超聲波檢測的主要原理就是對靈敏的發(fā)射信號進(jìn)行接受和處理，對聲發(fā)射源特點參數(shù)進(jìn)行深入的分析和研究，對管材內(nèi)部可能存在的內(nèi)腐蝕位置、腐蝕程度、發(fā)展形態(tài)等進(jìn)行判斷。對集輸管線管壁的厚度可以使用超聲波脈沖反射原理進(jìn)行測量，在管道內(nèi)壁使用探頭垂直發(fā)射超聲脈沖，管壁內(nèi)表面反射脈沖信號在第一時間被探頭接收，同時探頭還能接收來自管壁外表面的反射脈沖信號，通過技術(shù)人員對以上兩種信號的接收，就能對管壁厚度進(jìn)行計算。

3.3 CCTV攝像技術(shù)

CCTV攝像檢測技術(shù)在目前集輸管道內(nèi)腐蝕檢測中應(yīng)用的越來越廣泛，其主要的原理就是通過管道內(nèi)移動，對檢測機構(gòu)進(jìn)行控制，實現(xiàn)全方位、多角度的管壁檢測。光學(xué)投影在檢測過程中投射出的光圈與管道軸線正交，使用CCTV攝像頭實現(xiàn)光圈的成像。在計算機中對圖像進(jìn)行保存，對存在的缺陷使用圖像處理技術(shù)進(jìn)行定量分析，管道內(nèi)檢測情況的準(zhǔn)確度與圖像的質(zhì)量、軟件的性能有著密切的關(guān)系，因此光學(xué)投影在一定程度上決定了檢測自動化程度與檢測準(zhǔn)確度。

4 結(jié)語

經(jīng)過以上的研究和分析發(fā)現(xiàn)，油氣田集輸管線的防腐工作主要有以下幾個方面：首先對金屬設(shè)備利用電化學(xué)腐蝕原理進(jìn)行陰極極化，降低金屬腐蝕幾率；然后在集輸管線內(nèi)層涂抹防腐涂層，加強內(nèi)腐蝕強度；其次不斷的引進(jìn)先進(jìn)的防腐技術(shù)與新型材料，加強管線的抗腐蝕性；最后因為集輸管線運輸介質(zhì)的特殊性，我們需要根據(jù)實際情況做出相應(yīng)的預(yù)防措施，鹽城油氣田集輸管線的使用壽命，保障油氣田集輸管線運行的更加安全、穩(wěn)定。