油氣管道腐蝕的檢測與修復技術探討

尹仲偉 郭彥崎

（1. 大慶油田有限責任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163000；2. 大慶金帝檢測有限公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

目前我國石油企業的生產工藝中，許多管線已經使用多年，管線自身存在不同程度的腐蝕，導致原因原油管線穿孔、斷裂造成的原油跑冒事故較多，不僅嚴重影響了油田的企業的正常生產，也造成了火災、爆炸、中毒、環境污染等嚴重的事故。現階段油田使用的管線投產時間各不相同，管線材質以及技術種類較多，管線所處環境也存在較大的差異，許多早期投產使用的管線，基礎資料缺失較多，對隱患部分、隱患程度的判斷和治理，以及管網安全運行風險的評估等缺少必要的原始數據，造成了管線腐蝕程度以及腐蝕位置的判斷困難，需要依靠先進的監測技術。

1 油氣管線腐蝕檢測的作用

油田相應的監測技術，可以及時的發現管線上存在的瑕疵、破損以及暗轉隱患，起到事故預警的重要作用，保障管線安全運行的重要工作。此外，對油氣管線的腐蝕情況的檢測和分析，也可以讓管道管理人員全面徹底的掌握管線的工作狀態，摸清管線所處的地下環境，以及管線的具體走向，對管線的事故診斷以及處理工作提供必要的輔助。管理人員可以根據管線的實際腐蝕情況，適當的調整管線的運行條件，以及運行防范，最大限度的降低管線腐蝕進程，并制定合理的管線安全風險防控措施，降低管線安全事故的發生概率[1]。對管線腐蝕情況的監測，也有助于管理人員摸清管線的腐蝕規律，逐步分析推導管線腐蝕與運行參數、地下環境直接的關系，為管線的安全、高效運行，提供必要的數據依據。

2 油氣管道腐蝕的檢測技術

2.1 埋地管道外防腐層的檢測技術

目前我國多數油氣管道均采用埋地的敷設方式，因此對埋地管線外防腐層的檢測是最為重要的檢測技術之一。目前，對埋地管線外防腐層進行檢測的技術主要有電位分布法、電位梯度法、等效電流梯度法、磁場分布法等五種。

電位分步法與電位梯度法在技術層面上十分相近，均是采用相應的信號發射裝置，對待檢測的管線施加特定的檢測信號，信號以管線為介質向前傳播，在經過外防腐層存在破損的位置后，由于防腐層破損后區域內的絕緣能力會下降，會以破損點為中心形成疊加的點源電場。隨后在地面通過相應的設備，對電場的強度進行監測，尋找帶電場點源的位置以此確定管線的外腐蝕破損點具體位置[2]。電位分布與電位梯度外防腐層監測方法技術要求低、操作簡單、效率高、成本低，可以迅速的確定外防腐層破損位置。但該方法，對環境要求較高，需要目標場所的土壤電阻率分布相對均勻，地形、地貌也符合檢測需求，才可以精準的判斷外防腐層破損點的位置。

等效電流梯度法時使用電流發生的設備，給待檢測的管線施加交變得電流信號，電流信號以管線為介質向前傳播，并在經過的地方形成電磁場。地面設置的檢測接收器會從管線磁場中得到具體的等效電流數值，電流從破損處流失，會導致破損位置的等效電流數值明顯下降，以此確定管道外防腐層的破損為宗旨。該方法對環境要求較低，檢測結果不受土壤電阻、地形、地貌。管線深度的影響。但定位的整體精確性較差。

磁場分布法的有點事檢測時無需接地，這也是該方法的最大的優勢所在，土地介質是否均勻，對磁場分布法的檢測結果幾乎不存在任何影響，但該方法也存在明顯的缺點，對管道埋地深度有較高的要求，檢測結果的精準程度會伴隨管線深度的增加不斷降低。磁場分布法的檢測點距 對檢測結果影響較大，選擇觀測點距就是確定抽 樣點，將對檢測曲線的形狀產生重要影響；而地貌 的變化將決定管道埋地深度的變化，將導致磁場曲線的異常變化，目前磁場分布法的應用并不多[3]。

2.2 埋地管道管體腐蝕檢測技術

埋地管道管體腐蝕檢測技術主要有管體腐蝕直接檢測技術、管體腐蝕內檢測技術、管體腐蝕不開挖地面檢測技術、管體腐蝕直接檢測技術等五種技術。

（1）管體腐蝕直接檢測技術

管體腐蝕直接檢測技術主要通過五種技術手段實現。其一，目視法。該方法是最為直觀基礎的檢測方法，目測法采用肉眼觀察的方式，或使用簡易的工具對防腐缺陷位置進行檢測和判斷。目視法最為直接、簡單，對環境設備要求最低，但檢測精度也極為有限；

（2）滲透法

滲透法是將管線表面涂滿熒光染料滲透液，經過與一段時間后，受毛細管作用，存在破損的防腐層中會滲入大量的熒光染料滲透液，通過的檢測儀器，可以清晰的對防腐破損層進行成像。可以直觀的顯示出破損位置、破損形狀以及分布情況；

（3）漏磁法

該方法是利用破損位置在磁性材料的作用下，會出現與為破損的位置不同的磁場特性，利用上述差異對破損位置進行檢測，該方法對管線表面存在的裂紋有極高的檢測敏感度；

（4）超聲波法

超聲波時利用超聲波的發生設備，向待檢測管線發生超聲波，并對回波進行分析，通過回波情況判斷管線的實際腐蝕位置以及缺陷情況。該方法操作簡單、成本較低對使用環境沒有過多的要求，但整體檢測誤差較大，適用于初步檢測工作中。

2.3 埋地管道管體腐蝕內檢測技術

埋地管道管體腐蝕內檢測技術主要管道內壁竊鏡法和在用管道管內檢測法等兩種。

3 油氣管道腐蝕的修復技術

3.1 管道防腐層修復技術

管道防腐層的修復技術是在管線工藝流程正常運轉的狀態下，在不影響油田正常生產的前提下，對管道的防腐層進行維護、更換、修補的技術。防腐層修復技術種類較多，但從防腐層位置角度可以分為管線外防腐層修復技術和管線內防腐層修復技術兩種。

管線外防腐層修復技術主要有如下技術環節，首先對目標防腐層區域的就防腐層進行清除，對并管線表面進行清理和預處理，為新防腐層的安裝打下基礎。舊防腐層一半采用人工去除法、機械清除法、水力清除法等幾種。在預處理后進行修復。修復主要使用石油和瀝青、液態冷涂固化類材料等幾種。

管道內防腐層修復技術主要是對管線內部的防腐層進行清理以及修復工作，管線內操作空間有限，使用的修復技術也想對特殊，目前常用的修復和清洗技術有清管器除垢技術、間歇浸泡細洗技術、高壓爆破清洗技術、連續雙向清洗技術等幾種。

3.2 管體強補技術

管體強補技術的本質就是對管體存在明顯缺陷和嚴重腐蝕的位置進行補充和強化，確保管線整體強度符合工藝要求，并最大限度的保障了管線的完整性。管體強補一般使用堆焊、打補丁、打套袖、安裝夾具、以及復合型材料修復等幾種。其中焊接是最為常見的管體修補技術，焊接修補直觀簡單，費用較低，技術需求也較大，但存在焊串的危險性，對管道自身強度有較高的要求，不適用于嚴重腐蝕的管線修補。