旁路式內腐蝕監測系統在PB—1海洋平臺中的應用

姜慶雷

摘 要：詳細闡述應用于海洋平臺的管道腐蝕監測系統，包括腐蝕監測方法、在線腐蝕監測系統構成及意義。在此基礎上，通過PB-1海上平臺介紹了旁路式內腐蝕監測系統在海洋平臺中應用。

關鍵詞：海上平臺；海管；腐蝕監測；旁路式內腐蝕監測系統

1.前言

近年來，部分油田出現輸油管道泄漏問題，雖然及時進行了維修和更換，但給正常生產帶來很大的麻煩。管道的腐蝕防護問題，成為一項迫在眉睫的重要問題，如何防止管道泄漏，更好的監測管道運行的狀況和腐蝕情況，成為油田十分關心的問題。在國家日益重視安全環保的新形勢下，管道一旦發生腐蝕泄露，不僅會引起設備更換、平臺停產等巨大的產量及經濟損失，還會造成嚴重的環境污染，帶來巨大的社會效益損失[1]。因此，對管道運行狀態進行實時監控，掌握管道真實的腐蝕狀態，并根據詳實的腐蝕信息制定切實有效的防護措施，防止管道腐蝕泄露事故的發生是一項十分必要的工作，意義深遠。

2.腐蝕監測的意義與監測方法

腐蝕監測技術是由實驗室腐蝕試驗方法和設備的無損監測技術發展而來的，在設備運行過程中對設備的腐蝕狀態進行連續的測量，其目的是在不影響設備正常運行的情況下，發現設備的腐蝕現象，揭示腐蝕過程，了解腐蝕控制效果，迅速、準確地判斷設備的腐蝕狀態和存在的隱患，以便研究制定出恰當的腐蝕問題解決方案[2]。

常見的腐蝕監測方法有失重掛片法、電阻探針法、電感探針法和電化學探針法。

3. 旁路式內腐蝕監測技術特點[3]

旁路式管道內腐蝕監測裝置系統結合了離線監測中的超聲波測厚等方法及在線監測中失重掛片法、電阻探針法等方法，不僅能夠監測到適時腐蝕情況，而且可以獲得腐蝕類型及機理等重要信息。為海底管道內腐蝕的機理、腐蝕產物的構成、微生物繁殖狀況提供了更加直觀的依據。通過該裝置，可以實現在線緩蝕劑效果評價、優化和效果跟蹤，及時掌握該管道的內腐蝕情況。

（1）可在線拆裝

由于監測管段獨特的旁路式設計，只需將監測管段進行工藝隔離，即可在不影響油氣田正常生產活動的情況下，對監測管段進行拆裝作業。

（2）可根據需求選擇不同的監測部件

旁路式管道內腐蝕監測系統中包含了經典的掛片監測手段，可以得到管道在一段時間內的平均腐蝕速率。并可根據需要，選用不同的監測部件進行測試。采用三層腐蝕掛片和電化學探頭，連續監測管道上中下三層腐蝕速率變化的趨勢，隨時了解流體在管道內不同位置腐蝕變化；了解緩蝕劑進過油水分配后，在管道內不同層位的分布情況。具體有：多層掛片組件、單層電阻探針、單層電感探針、單層電極探針、多層電極探頭。

（3）能實時監測管道內腐蝕情況及環境突變

選用電化學探針、電感探針或電阻探針等高靈敏度檢測工具，可以實時監測管道的內腐蝕情況及工況的突變。

（4）能獲得直觀的內腐蝕信息

管段內壁能清晰地分辨氣、液分界面，進而分析氣液在管道內的流速分布；能夠直觀分析焊縫附近有沒有明顯的局部腐蝕，內表面是否存在垢下腐蝕等腐蝕信息。

（5）能獲得腐蝕、結垢產物及沉積物

實現不停產情況下，獲得更加直觀的內腐蝕信息。例如：解決了以前的監測手段不能實現在線提取管道內腐蝕產物、結垢產物、沉積物和微生物的缺點。

（6）能獲得微生物腐蝕信息

對監測管段底部基座內部存留的流體進行取樣，可以獲得SRB、TGB等微生物信息，這對了解管道內部微生物腐蝕及其控制有著重要意義。

4.旁路式內腐蝕監測系統在PB-1平臺中的應用

為監測海管在油、氣、水三相混輸工況下的內腐蝕情況，結合海管旁路式內腐蝕監測在其他油田的應用經驗，采技服公司協助PB-1項目組為海管專門設計安裝一套旁路式內腐蝕監測系統，系統構成如圖1所示，在被監測管道典型位置（海管入口及出口）處安裝一段可在線拆裝、與管道材質相同的腐蝕測試短節，這是旁路式內腐蝕監測系統獨到的設計，因為任何其他檢測方法得到的數據，都不如拆卸腐蝕測試短節進行檢查更為直觀、具體、真實，該設計符合GB/T 23258-2009《鋼制管道內腐蝕控制規范》要求[4]。

此系統與主管線采用對法蘭連接，主管線采用雙球閥設計，增加了系統的安全性。由于腐蝕測試短節的材質、溫度、壓力及介質均與海管相同，因此通過觀察旁路式腐蝕測試短節的內腐蝕形貌即可知道海管真實的腐蝕、結垢形貌。

在腐蝕測試短節上設置了可供監測和檢測的探頭插入基座；設計、安裝了3層掛片探頭，定期對腐蝕掛片進行拆卸、更換，通過失重法可計算出腐蝕速率；分析3層掛片探頭不同層位腐蝕掛片的腐蝕情況，可獲得海管不同層位的腐蝕信息。在腐蝕測試短節上設計、安裝了電阻探針，并用通訊電纜將電阻探針信號引至中控室。電阻探針材質與海管相同，因此可將腐蝕測試短節的腐蝕速率實時地傳到室內以供作業者分析。測試短節上留有焊縫腐蝕檢測區，能對焊縫腐蝕、電偶腐蝕進行監測。短節下部的沉積物收集區，能獲得腐蝕、結垢產物及沉積物信息。MIC監測區能獲得微生物腐蝕信息。系統上部增設旁通管，旁通管設單球閥，監測管段獨特的旁路式設計，只需將監測管段進行工藝隔離，即可在不影響油氣田正常生產活動的情況下，對監測管段進行拆裝作業。

此系統能夠實現對海管內腐蝕的全面跟蹤，進而通過多方位的腐蝕監測數據，調整防腐措施，達到理想的腐蝕防護效果，延長海管使用壽命，保證油田正常安全生產。相對于其他海管腐蝕監測方法，該方法具有成本較低、系統結構簡單、易于操作、維護等優點，并且所有作業不影響油田正常生產，具有推廣應用價值。

結論：旁路式管道內腐蝕監測技術提供了一個有機的平臺，將目前常規的腐蝕監測技術集成起來，大大的改善了傳統監測技術在周期和數據穩定性上的不足。使得各種腐蝕監測技術的優勢互補，形成了交叉立體的監測結構，具有廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]王疆戈.世界油氣管道現狀[J].中國石化，2004，226（7）：18-19.

[2]宋生奎，李洪海，歐陽曉東等.輸油管道腐蝕監測及評估技術的現狀及發展趨勢[J].石油商技，2004，22（6）：19-2.

[3]廖伍彬，鄧曉輝，鄧衛東等. 旁路式管道內腐蝕監測技術應用[J].科技創新導報，2010，30.

[4] 廖伍彬，秦立峰，李飛等. 海管旁路式內腐蝕監測系統設計與應用[J].中國海上油氣，2011，23（4）：275-278.