油田輸油管道腐蝕檢測技術研究與應用

邵濤 馮挺 高博

西安三環科技開發總公司 陜西西安 710075

加強管道檢測，特別是管道腐蝕檢測是十分重要的。因為只有通過對管道進行定期的腐蝕狀況檢測，可以有效的掌握管道的運行狀態和腐蝕狀況，及時發現具有潛在危險的腐蝕點和泄露點。然后根據腐蝕檢測的結果采用正確合理的管道防腐技術避免管道泄漏事故的頻繁發生。

1 油田輸油管道開展腐蝕檢測的重要現實意義

根據相關的實踐調查研究可以看出，我國的油田輸油管道腐蝕的現象在近年來頻繁發生，相比于西方地區的發達國家，我國的泄漏事故率遠超國家標準。西方國家的事故發生通常每年控制在0.5 次左右，而我國平均已高達5 次左右。眾所周知，一旦發生嚴重的輸油管道腐蝕事件，會造成油氣的泄露，對周邊的空氣和提讓會造成嚴重的污染，甚至會發生火災造成人員的傷亡，對社會和經濟造成不可挽回的損失。油田企業應當基于社會科學發展的主流趨勢，積極引入一系列防止管道腐蝕的先進技術，但也不能對潛在的安全風險掉以輕心，因此，也必須及時引入相應的管道腐蝕檢測技術，采用一定的手段和措施進行深入驗證，分析不同的腐蝕狀態應當采取的技術手段及解決措施，從而有針對性地對不同腐蝕情況的區域進行精準的定量定性檢測，最大程度地實現投資資源使用效率最大化[1]。

要加強對油田輸油管道的腐蝕檢測的原因主要在于：第一，針對不同的管道管線維修監管區域制定出差異化的方案計劃；第二，最大程度地減少潛在的安全風險，加強對管道的整體運營管理，為后期工作的有序開展奠定良好的基礎支持；第三，科學合理地對油田輸油管道的使用壽命及效果進行評價分析；第四，通過差異化的腐蝕現狀選擇最優的防腐技術。基于此，不管是基于對管道的有序運行還是提高整體使用效果，都必須分區域和部位對不同的管線的具體腐蝕現狀進行深入分析，判斷應當采用的科學合理的檢測手段，以此實現對輸油管道的有效維護管理。

2 目前油田輸油管道腐蝕的兩種類型

2.1 內腐蝕

分析內腐蝕發生的原因和內容可以看出，其主要是指在某些內部因素作用下，腐蝕現象出現在管道內部的情況。具體的講，即某些作業人員在開展石油時，因為缺乏正確或規范的操作，使得CO2 進入管道內部，因為CO2 和H2O（水）會產生反應，其產物為H2CO3（碳酸），在而H2CO3 又會和管道（鐵）發生反應，并且在長期不規范操作下，會產生更多的H2CO3 進而加大了兩者的反應速度，從而使得管道內部被腐蝕。此外，因為管道輸送的油氣中，本身含有一定量的H2S（硫化氫），H2S 在遇水后，會成為氫硫酸，也會在一定程度上腐蝕管道的內部。

2.2 外腐蝕

由于輸油管道存在于自然界中，其長時間和大氣、海水、及土壤等接觸，這些因素本身具備一定的腐蝕性，例如，空氣中的二氧化碳、水蒸氣、氫及微生物等等，這些因素都會腐蝕輸油管道的外部。

3 目前檢測油田輸油管道腐蝕的技術

3.1 超聲波檢測儀

超聲波檢測可以通過使用靈敏的儀器接收和處理收集到的聲發射信號，進一步分析和研究聲發射源特點參數，判斷尋找管材內部存在缺陷的位置、腐蝕程度和發展形態。其通過利用超聲波的脈沖反射原理，去測量管壁腐蝕后的厚度，在檢測過程中用探頭豎直向管道內壁發射超聲脈沖，探頭第一時間接收到來自管壁內表面的反射脈沖，其次會受到來自管壁外表面的反射脈沖，技術人員通過分析兩個反射脈沖之間的間距可以總結得出管壁的厚度[2]。

3.2 漏磁檢測技術

從一定意義上來講，漏磁檢測技術的實施和有效運用是基于輸油管道中的鋼管等等一系列具有鐵磁性的材料上，利用其本身的高磁導性實現對腐蝕現象的深入檢測，其原理圖如圖1 所示。具體而言，使用過一段時間的鋼管會由于腐蝕導致磁導率發生變化，造成一定的不足，外部磁場也會使得鋼管磁化。如果鋼管內部并沒有任何缺陷，所形成的磁力線也應當是協調的、均衡的；但如果已經產生了缺陷，所呈現出的磁力線就是不連貫的、毫無規律可言的，并且有的磁力線會直接呈現在外部，此時運用能夠漏磁檢測技術就能直接對管道的腐蝕情況進行判斷，同時根據傳感器分析測量結果。

3.3 CCTV 攝像技術

CCTV 攝像技術在管道內檢測中的應用愈發頻繁，其基本原理如圖2 所示。此項技術由于其具備較高的效果和便捷的操作性，因此其得到了大范圍的應用。其具體操作過程為：相應的檢測人員，將移動檢測設備置入在輸油管道內部，利用遠程操作的方式，來檢測整個管道被腐蝕情況。其操作原理為：利用其光學投影頭，強化輸油管道內光通量，然后利用移動檢測設備的攝像頭，拍攝管道內部情況，然后將其拍攝的結果傳輸至監控設備終端，相應檢測人員，僅需分析圖像情況，即可判斷出輸油管道內部缺損或腐蝕情況，進而提出防護措施。

4 油田輸油管道防腐蝕措施分析

4.1 外腐蝕防護對策

要充分實現對外腐蝕的有效防治，一般油田企業都會采用涂層防腐的手段進行維護管理。所謂涂層防腐簡單來講就是在外部涂上防腐的物質即可，通過這樣的方式將管道與可能導致腐蝕的物質進行有效的隔離，以此提高管道的使用壽命。當前社會中最常用的防腐物質有環氧涂層、三層聚乙烯等等，這些材料在實際使用過程中都獲得了較好的評價，運用領域較為廣泛。對于環氧涂層而言，從本質上具有一定的熱固性，在使用過程中易于操作，具備較好的粘粘性和耐鹽性，氣密性較好，涂抹時能夠使得管道面光滑；對于三層聚乙烯而言，其在輸油管道的維護過程中也較為常見，從本質上應當是一種綜合性的材料，抗壓抗滲透性較好，并且在使用過程中不會對周邊環境造成污染，整體性能較為穩定突出，但從整體上仍存在一定的不足和問題，例如成本費用過高、工藝水平及相關流程較為復雜、平面中的厚度有所差異，無法實現平整光滑等等。

4.2 陰極保護

分析陰極保護本質，其實質是對外腐蝕進行的一種保護措施，主要利用電化學，控制和影響管道金屬物質的電介質。通俗的講，利用相應的技術手段，將電流輸入到輸油管道內部，由于管道內部本身含有一定金屬材料，可以將其作為陰極，在輸入電流后，會讓極化現象出現在管道內部，當輸入的電流值達到一定的標準和水平時，就能使得電化學達到平衡狀態，從而對腐蝕的區域進行有效的溶解。實現陰極保護的策略分為以下兩個方面：第一，犧牲陽極法。其主要是通過直接將輸入電流的金屬材料與受到保護的管道直接連接在一起，從而對管道進行極化；第二，強制電流保護。在管道中設置一個外加的電源，將負極與要保護的金屬管道進行連接，從而有效減緩管道的腐蝕速度[3]。

4.3 采用新型管材

根據相關的實踐調查研究，當前社會中使用最為廣泛的管材大多為聚乙烯管材，其能夠承受的壓力十分有限，其運用具有一定的局限性。加內襯鋼管和強力聚乙烯管材具有一定的發展優勢。加內襯鋼管就是在輸油管道的內部通過對聚乙烯管對管材進行加厚；強力聚乙烯管針對的不僅僅管道的內部，而是將外殼結合在一起，在內部使用金屬材料，在外部則使用玻璃鋼材質，并在此基礎上纏繞是金屬絲或纖維。當前要有效解決油田輸油管道腐蝕的現象，可普及運用新型管材，例如玻璃鋼管道、塑料管材等等。據調查，這樣的新型材料在我國仍處于試點試用階段，但其成本低，具有良好的耐腐蝕性，工藝流程精簡，是一種環保材料。

5 結語

總而言之，管道腐蝕檢測對防止管道腐蝕意義重大。管道腐蝕檢測分為管道外檢測和管道內檢測。各種管道腐蝕檢測方法各有側重，在對管道腐蝕檢測上均有一定的說服力但各有利弊。可以綜合幾種檢測方法對管道腐蝕缺陷進行檢測，以彌補各項技術的不足。及時建立適應油田實際的腐蝕檢測規范制度。每種腐蝕控制措施都有其適應性的一面，也存在不同程度的局限性。應根據管道使用的具體條件，因地制宜、經濟合理地選擇應用。并且防腐技術多種多樣，針對各個油田的不同情況，不同設施，應采取合適的防護手段，才能取得良好效果。有時還需要多種防護技術相互配合以取得更加良好的防護效果。