集輸管道的腐蝕檢測與完整性管理實踐

蕭 巍，楊世輝

(中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田銷售分公司，四川成都 610017)

集輸管道的腐蝕檢測與完整性管理實踐

蕭 巍，楊世輝

(中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田銷售分公司，四川成都 610017)

集輸管道的輸送介質(zhì)成分復(fù)雜，多種腐蝕機理并存，集輸管網(wǎng)的腐蝕完整性管理一直困擾著企業(yè)管理者，制約著油氣田企業(yè)完整性管理水平整體提高。西南油氣田借助于先進的清管檢測技術(shù)，對集輸管道的腐蝕缺陷的檢測、識別和管理形成了系統(tǒng)思路，在集輸管道的腐蝕缺陷的完整性管理方面做了一些有益的探索。對于在役運營集輸管道，在清管現(xiàn)場檢測工作中檢測出的缺陷及時進行高質(zhì)量的修復(fù);加大對集輸管道陰極保護的檢測，管道不宜長期處于“欠保護”或“過保護”狀態(tài)運行;加強巡檢，及時發(fā)現(xiàn)管道泄漏，杜絕事故發(fā)生。對于待建擬建新集輸管道，強化防腐概念，在工程設(shè)計階段就將腐蝕防護工作一并考慮;強化安全環(huán)保意識，注重防腐技術(shù)的應(yīng)用效果。

腐蝕檢測 完整性管理 集輸管道

集輸管道具有使用年限長、要素多、地域廣、難管理的特點，一直是油氣生產(chǎn)企業(yè)完整性管理的薄弱環(huán)節(jié)。大量的事故案例和理論分析表明，腐蝕是直接或間接導(dǎo)致管道事故發(fā)生的主要因素［1］。腐蝕破壞的進程雖然緩慢，但管道壁厚的減薄將標(biāo)志著管道結(jié)構(gòu)完整性的降低，將增大管道事故的發(fā)生概率。集輸管道由于輸送介質(zhì)成分復(fù)雜，多種腐蝕機理并存，腐蝕因素成為評價集輸管線風(fēng)險程度的首要必選因素。因此，加強集輸管道腐蝕缺陷的完整性管理，是保障集輸管網(wǎng)安全和平穩(wěn)運營的重要環(huán)節(jié)。

1 概述

管道的完整性管理技術(shù)已經(jīng)被業(yè)界接受，其取得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益也逐步顯現(xiàn)，西南油氣田長輸管網(wǎng)的完整性已經(jīng)達到一定高度，但是集輸管網(wǎng)的完整性管理水平亟需突破。一是因為西南油氣田公司除凈化氣管道外，還管理著9000 km的集輸管道，大多數(shù)的集輸管線輸送的介質(zhì)含水和硫化氫，介質(zhì)腐蝕性強，毒性大，易發(fā)生內(nèi)腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂，失效后果也比凈化氣管道更嚴重;二是西南油氣田分公司管道完整性管理存在著多對象、多目標(biāo)及多實施方案的特點，完整性管理模式顯著不同于單一管道，實施難度較大［2］。結(jié)合西南油氣田集輸管網(wǎng)實際情況，通過調(diào)查和專家分析，一致認為只有加強腐蝕缺陷的識別與評價才是切實提高集輸管網(wǎng)的完整性管理水平的有效途徑。西南油氣田嘗試借助清管檢測技術(shù)，在集輸管道的腐蝕缺陷的完整性管理方面做了一些有益的探索，取得的效果令人滿意。

2 集輸管道腐蝕完整性檢測

基于風(fēng)險的檢測及維修規(guī)劃是一項合理而且節(jié)約成本的維護結(jié)構(gòu)或生產(chǎn)設(shè)備的方法，它以風(fēng)險評估為基礎(chǔ)，用于對檢測及維修計劃進行優(yōu)化和管理的一種方法［3］。進行集輸管道的腐蝕完整性管理，基于風(fēng)險的檢測理念應(yīng)該貫穿始終。只有通過檢測分析，針對每一條管線各區(qū)段或部位的具體腐蝕情況，進行剩余壽命分析和預(yù)測，并根據(jù)風(fēng)險分析結(jié)果采取不同的策略進行管道整體腐蝕維護，比如對于腐蝕嚴重的管段進行更換，對于可以修復(fù)的管道進行修復(fù)等，這樣才能實現(xiàn)維修資金的效益最大化。可見，管道腐蝕完整性檢測是管道維護決策的基礎(chǔ)，直接影響管道完整性管理水平。腐蝕缺陷的檢測與識別是最重要的一步，不同的檢測方法側(cè)重點不同，各有優(yōu)勢和短板，應(yīng)該根據(jù)企業(yè)成本、管道實際工況等因素選擇適合自己的檢測方法［4，5］。

下面以西南油氣田所轄某條集輸管道為例進行詳細說明，來闡述腐蝕缺陷漏磁檢測器在西南油氣田集輸管道腐蝕完整性管理中的有效應(yīng)用。

2.1 管道參數(shù)及管道檢測器運行數(shù)據(jù)

2.1.1 管道參數(shù)

該段管道外徑:355 mm

輸送介質(zhì):原油

管道材質(zhì):L360(X52)直縫電阻焊鋼管管道壁厚:6.4 mm管道類型:直焊縫管

運行壓力:5.4～6.0 MPa排量:280 m3/h運行溫度:68℃防腐保溫形式:環(huán)氧粉末、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯外護

被檢測管道長度:126.6 Km

2.1.2 管道檢測器運行數(shù)據(jù)

這里主要采用355直碟測徑板混合清管器、355鋼刷清管器、355模擬體清管器、355腐蝕檢測器等，其運行數(shù)據(jù)如下:

2.2 清管及檢測過程

受委托的檢測公司先后成功發(fā)送了八個直碟混合清管器、一個帶測徑板的直碟混合清管器、兩個鋼刷清管器和三個模擬體清管器。前三個直碟混合清管器只清出少量蠟質(zhì)，隨后使用增大皮碗直徑的直碟混合清管器清管，清出大量軟蠟。在使用兩個鋼刷清管器清管時，清出的蠟量逐次減少。為了達到較好的清管效果，隨后使用了三次模擬清管器，第一次清出大量軟蠟，模擬體中間鋼刷節(jié)被軟蠟堵死，后兩次清出的蠟量逐次減少，清管效果較好，滿足投運腐蝕檢測器的需要。

在清管過程中排量穩(wěn)定，清管器速度均勻。經(jīng)外觀檢查發(fā)現(xiàn):清管器外形完整;發(fā)射機工作正常;清管器整體狀況良好。在確認清管效果滿足檢測器運行要求后，立即按照《腐蝕檢測器操作規(guī)程》對檢測器進行了嚴格的調(diào)試。

2010年10月2日下午14:33從首站發(fā)送漏磁腐蝕檢測器，經(jīng)40小時53分鐘的運行，于10月4日上午7:20檢測器順利到達檢測末站。經(jīng)檢查記錄儀運行正常，檢測數(shù)據(jù)清晰完整。

在檢測過程中排量穩(wěn)定，檢測器速度均勻，滿足檢測器運行的速度要求。經(jīng)外觀檢查發(fā)現(xiàn):檢測器整體狀況良好，沒有受到損傷。

355漏磁腐蝕檢測器運行速度范圍是:0.22～3.56 m/s，本次檢測期間檢測器運行速度平穩(wěn)，速度波動范圍是:0.88～0.90 m/s，運行期間平均速度是0.89 m/s，滿足檢測器的運行速度要求。

漏磁腐蝕檢測器運行速度曲線見圖1。圖中用曲線的形式，以10 km為間隔顯示漏磁腐蝕檢測器在這條集輸管線的運行速度變化。

圖1 漏磁腐蝕檢測器運行速度曲線Fig.1 MFL Corrosion speed curve of the detector

2.3 檢測數(shù)據(jù)分析

通過對腐蝕檢測數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)該管段防腐施工質(zhì)量好、管理措施完善，腐蝕較輕。本次檢測共發(fā)現(xiàn)金屬損失135處，見表1。

表1 金屬損失點深度統(tǒng)計表Table 1 Depth of metal loss point tables

為了方便管理者了解較為嚴重的金屬損失點情況，這里將壁厚損失達到管道正常壁厚25%以上的金屬損失點單獨列表，見表2:

表2 壁厚損失為管道正常壁厚的25%以上的金屬損失Table 2 List of more than 25%of the normal wall thickness of pipe wall thickness loss of metal loss

2.4 開挖驗證

檢測結(jié)果是否是實際情況的真實反映，需要對檢測數(shù)據(jù)進行驗證。

2.4.1 選擇開挖點

為了驗證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，西南油氣田業(yè)務(wù)主管部門和檢測公司協(xié)商，于2010年12月4日至5日對該段的2處金屬損失點進行了開挖，這里舉一處為例進行說明。表3和圖2為該處開挖檢測相關(guān)數(shù)據(jù)表及示意圖。

2.4.2 檢測與開挖結(jié)果對照表

西南油氣田業(yè)務(wù)主管部門和檢測公司技術(shù)人員參與了開挖的全過程，同時雙方對開挖出的缺陷進行了現(xiàn)場測量確認。管道檢測結(jié)果與現(xiàn)場開挖實際測量結(jié)果對比見表4，圖3同時列出了ML85缺陷點的映像圖和實拍相片。

表3 ML85缺陷開挖檢測Table 3 ML85 defects excavation Checklist

圖2 ML85缺陷開挖示意Fig.2 Defects excavation slchematic

表4 檢測結(jié)果對比Table 4 Test results comparison table

2.4.3 開挖驗證結(jié)果

可見該處為管體表面的機械損傷，開挖點的實際情況與檢測數(shù)據(jù)分析結(jié)果相符。

3 集輸管網(wǎng)的腐蝕完整性管理

隨著地面集輸系統(tǒng)規(guī)模的不斷增加，川渝地區(qū)的集輸管網(wǎng)的腐蝕完整性管理，不僅要立足于現(xiàn)實，而且還要放眼于未來。我們采取了不同的應(yīng)對策略來加強川渝地區(qū)集輸管網(wǎng)的完整性管理。

對于在役運營集輸管道，在清管現(xiàn)場檢測工作中檢測出的缺陷(腐蝕和焊縫)及時進行高質(zhì)量的修復(fù)，以消除事故隱患;建立分批、分周期檢測機制，加大對集輸管道陰極保護情況的檢測，管道不宜長期處于“欠保護”或“過保護”狀態(tài)運行，以及時發(fā)現(xiàn)危險、避免事故的發(fā)生;加強巡線檢查，及時發(fā)現(xiàn)管道泄漏，杜絕事故發(fā)生。

圖3 開挖驗證ML85缺陷的映像圖和實拍相片F(xiàn)ig.3 Excavation to verify the the ML85 defective image map and and the actual photos

對于待建擬建新集輸管道，我們強化防腐概念，在工程設(shè)計階段就將腐蝕防護工作一并考慮;強化安全環(huán)保意識，注重科研資金、導(dǎo)向資金向腐蝕防護傾斜;大膽應(yīng)用緩蝕劑、環(huán)氧粉末、陰極保護、完整性系統(tǒng)評價等成熟技術(shù)。

［1］張陽，劉揚，魏立新等.天然氣管道的完整性管理［J］.管道設(shè)備與技術(shù)，2008，1:17-19.

［2］張燃，秦林，雷宇，等.川渝地區(qū)天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的完整性管理［J］.油氣田地面工程，2010，29(1):57-58.

［3］何娜.基于風(fēng)險的長輸管道腐蝕缺陷的檢測及維修規(guī)劃［D］.甘肅:蘭州理工大學(xué)，2010:21-26.

［4］唐明華.淺談石油天然氣工業(yè)防腐蝕［J］.天然氣與石油，1998，16(2):26-30.

［5］衣紅兵，牟宗元，王學(xué)國.油田埋地管道防腐層檢測方法［J］.石油工程建設(shè)，2010(2):112-113.

Corrosion Protection of Gathering and Transmission Pipeline and Integrity Management

Xiao Wei，Yang Shihui
(PetroChina Southwest Oil＆ Gas Field Sales Company，Chengdu，Sichuan 610017)

As the gathering and transportation pipelines transmit medium of complex compositions and corrosion mechanisms are various，the corrosion integrity management for the transportation pipeline network has plagued the enterprise managers and seriously restricted the overall improvement of the integrity of the oil and gas enterprises’management level.In the southwest oil＆ gas fields，advanced pigging detection technology has been applied for corrosion defect detection，identification and management of systems，and??some useful explorations in the integrity of management of the gathering pipelines corrosion defects have been made.For the gathering pipelines in service，the defects detected by pigging should be timely repaired.The inspection of cathodic protection of the pipelines should be strengthened to prevent the pipelines from operating at either“insufficient protection”or“over protection”conditions.Field inspection should be performed to find the leaking in a timely manner so as to prevent leaking－ related accidents.For the new gathering pipelines to be constructed，the corrosion protection and prevention should be considered in the engineering design.The environmental protection awareness should be enhanced and great attention should be paid to the application results of anti－ corrosion technologies.

corrosion inspection，integrity management，gathering pipelines

TE88

A

1007－015X(2012)04－0024－04

2012－03－ 16;修改稿收到日期:2012－05－16。

蕭巍，女，1973年生，工程碩士在讀，2004年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事石油工程及城市燃氣方面技術(shù)管理工作。E-mail:25350351@qq.com

(編輯 王菁輝)