油氣田地面集輸碳鋼管線腐蝕檢測技術分析

王春騫

（大慶油田第五采油廠規劃設計研究所，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和挖掘，我國大部分油田已經進入了開采的中后期，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。集輸管線一旦出現腐蝕現象，就會給企業帶來巨大的經濟損失，同時也會對周邊的環境產生污染，經過我們對油田集輸管線腐蝕因素進行分析，結合我國油氣田集輸管線的實際工作情況，選擇科學合理的腐蝕檢測技術，實現我國油氣田集輸管線安全、穩定的運行[1]。目前我國經常使用的防腐措施有添加緩蝕劑，使用不銹鋼加護或者碳纖維補強，使用先進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

油氣田集輸管線經常出現的腐蝕情況分為外腐蝕、內腐蝕兩種，外腐蝕與內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境、海水電化學腐蝕等。

1.2 內腐蝕

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入到油氣資源內部，與水分子發生化學反應后PH值下降，酸性較高，很容易造成集輸管線內部腐蝕，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部腐蝕。

2 油氣田集輸管道內腐蝕現狀

油氣田集輸管線輸送的介質主要為水、氣、烴共存的多相流介質，隨著我國油田逐漸的進入到開采的中后期，注水量越來越大，集輸管線內腐蝕的現象就會越來越嚴重[2]，所以我們需要高度的重視油氣田集輸管線內腐蝕原因分析及內腐蝕檢測技術，經過我們對油氣田集輸管線內腐蝕現象實際的研究分析發現，集輸管線內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，在高壓高速介質的沖刷下，很容易出現內腐蝕，當輸送的介質中含有較多量固體顆粒時，對集輸管線管壁的沖擊更加嚴重，容易引發管線泄露等安全事故；（2）集輸管線中輸送的介質含有一定量的水、硫化氫、二氧化碳、氯離子等腐蝕介質；（3）管線焊口位置附近容易發生內腐蝕現象，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，輸送介質中又不可避免的含有一定量的腐蝕介質，因此會在焊口出發生內腐蝕；（4）多項流造成的集輸管線內腐蝕，在力學及化學的共同作用下，多相流對集輸管線內部的沖刷會造成內腐蝕現象的發生，該種情況下出現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的作用下發生損失；流動腐蝕的主要形成機理就是腐蝕介質與反應產物在流動的情況下，加快管線金屬表面的腐蝕速度，造成材料表面出現快速腐蝕現象；沖蝕腐蝕的主要形成機理為金屬內表面保護膜在多相流力學的沖刷下被破壞，加快了管線內腐蝕的速度；（5）溶解氧造成的集輸管線內腐蝕，一些注水替油井或者間歇開井中管線內部很容溶解大量的活性氧，極易發生暴氧腐蝕現象，想要防止間歇生產井停產期間出現凝管，就要用水對單井管線進行掃線，造成油井中水溶解氧含量不斷升高，管線內部氧化腐蝕概率增加。

3 油田集輸管道內的腐蝕檢測技術

3.1 漏磁檢測技術

漏磁檢測技術主要應用在鋼管、鋼棒等鐵磁性材料上，利用高磁導率這一特點，磁導率會因為集輸管線內部腐蝕而發生變化，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部存在腐蝕，磁力線的分布就會產生曲折，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行檢測，就能了解鋼管是否出現內腐蝕現象，最后通過計算磁敏傳感器數據，分析缺陷信息的詳細情況[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射信號進行接受和處理，對聲發射源特點參數進行深入的分析和研究，對管材內部可能存在的內腐蝕位置、腐蝕程度、發展形態等進行判斷。對集輸管線管壁的厚度可以使用超聲波脈沖反射原理進行測量，在管道內壁使用探頭垂直發射超聲脈沖，管壁內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，通過技術人員對以上兩種信號的接收，就能對管壁厚度進行計算。

3.3 CCTV攝像技術

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

4 結語

經過以上的研究和分析發現，油氣田集輸管線的防腐工作主要有以下幾個方面：首先對金屬設備利用電化學腐蝕原理進行陰極極化，降低金屬腐蝕幾率；然后在集輸管線內層涂抹防腐涂層，加強內腐蝕強度；其次不斷的引進先進的防腐技術與新型材料，加強管線的抗腐蝕性；最后因為集輸管線運輸介質的特殊性，我們需要根據實際情況做出相應的預防措施，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、穩定。