海管焊接接頭腐蝕特性及監測方法研究進展

韓一峰，朱燁森,，陳皖濱，程堂華，胡濤勇，胡葆文，黃一

（1.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，杭州 311122；2.大連理工大學 工業裝備結構分析國家重點實驗室，遼寧 大連 116024）

海洋油氣主要通過高效、節能的海底管道方式集輸[1]。海底管道面臨著失效帶來的雙重挑戰：一方面嚴重干擾著經濟社會活動，另一方面危及人類生命和財產安全[2]。中海石油公司曾報道，1986—2016 年，中國海底管道事故的最主要原因是腐蝕[3]。另外，東海某油田管道壁也檢測出了明顯的腐蝕坑，部分管壁甚至已穿孔。某管線在2018 年發現了大面積腐蝕坑，最嚴重的蝕坑深度達到了壁厚的37%。為了解決這些問題，需要采取必要的措施確保海底管道的可持續性和安全性。

為了長距離地輸運深海油氣，焊接成為深海管道連接最普遍和經濟的連接方式，如圖1 所示。海底管線中每12 m 就需要進行一次焊接[4]，因此焊接接頭成為海洋油氣工程中不可避免的結構。在鋪設長距離輸送管道時，通常采用鋪管船法將鋼管逐一焊接接長，并在接口進行絕緣防腐、保溫以及包覆混凝土防護層，最后將加工后的海管通過鋪管船鋪敷到海底。但焊接部位在焊接熱循環的作用下，焊接接頭各區域的材質分布和微觀組織結構會發生一系列變化。例如倒置元素的遷移和分布的不均勻、顯微組織的改變、焊接殘余應力和焊接缺陷的出現，這些都會嚴重影響整個長輸管線的完整性，嚴重時更會危及輸運工程的安全運行。

圖1 海洋油氣開采和輸運過程Fig.1 Schematic diagram of offshore oil and gas exploitation and transportation process

考慮到元素成分類型和分布，以及結構微觀組織，管道焊接區域可分為焊縫區、熱影響區和母材區。根據已有工程實例，海底管道焊接接頭非均勻腐蝕的影響因素眾多、腐蝕機理復雜。電化學方法[5-7]和電阻探針法[8]技術成熟、工程應用廣泛，在獲取焊接區域的腐蝕速率等基本信息具有反應及時的優勢，但受限于2 種方法的測試原理，針對存在材質差異的焊接接頭，難以獲得其空間上的腐蝕深度分布和變化規律。同時，即便電阻探針布置靠近管道焊接區域附近，可以通過盡可能還原腐蝕環境來反饋腐蝕深度，但由于未能充分考慮到焊接區域材料和顯微組織的非均勻性，導致監測結果可能過于保守。管道實際運行過程中，針對管道焊接區域的腐蝕監測手段比較有限。針對焊縫接頭定期采用超聲波檢測是最常見的腐蝕檢測方法，但該方法在深海環境下操作難度較大。近年來，電指紋法在管線腐蝕監測領域的應用逐漸普遍[9-12]，該方法可以在保證管道結構完整性的情況下獲取內壁的非均勻腐蝕分布特點，但受限于電阻算法原理，該方法的監測精度并不高，且對于材質不均勻的焊接區域，測量誤差會比較大。由此，針對海底管道焊接區域，設計一種可靠的非均勻腐蝕監測方法，并研究其腐蝕規律至關重要。

1 海底管道焊接區域腐蝕問題研究進展

復雜的焊接過程會形成非平衡的熱循環作用，使得焊接各個區域的元素組成和顯微組織發生了較大差異變化，進而增強了焊接缺陷和應力集中的敏感性[13-14]。焊接接頭作為管道內的異質結構，在復雜的多相輸運腐蝕介質中，容易發生各種宏觀和微觀尺度的耦合腐蝕問題，進而引發安全事故，造成嚴重的經濟和人身損失[15-16]。

1.1 焊接區域的腐蝕理論

成分差異理論和活性組織溶解理論是現階段用來解釋焊接接頭腐蝕發生的主要理論[1]。

1）成分差異理論。成分差異理論的差異性體現在2 方面：母材和焊縫的固有組成元素成分存在差異；母材和焊縫的固有元素組成之間的性能不相匹配。在管道焊接熱循環過程中，無論是過程加熱或是冷卻，均會對熱影響區、焊縫區和母材區的元素起到遷移變化的影響，進而導致焊接接頭的各區域產生電化學性質的差異，在微觀層面出現腐蝕電池效應。在宏觀表現上，腐蝕電池作用導致的電偶腐蝕成為管道焊接接頭腐蝕發生的最常見和最嚴重的類型。電偶腐蝕具有明顯的空間分布特點，2 種金屬的交界區域最為敏感，且通常距離交界越遠，腐蝕程度相對越輕。作為焊接接頭，母材、熱影響區和焊縫區不可避免地存在由于元素成分和顯微組織差異導致的電位差，使得電偶腐蝕問題異常明顯[17-19]。Kato 等[20]研究表明，硫元素會對金屬的電偶腐蝕產生重要影響，在焊接熱循環作用下，母材在溫度梯度的作用下會聚集來自熱影響區的硫元素，進一步形成MnS 夾雜物，進而可能使得母材電位相對較低而成為陽極，母材局部腐蝕加速，在與熱影響區的交界位置形成溝狀腐蝕。García 等[21]進一步研究發現，低含硫鋼比高含硫鋼具有更好的耐蝕性，并且添加適量的Ca、Cu 等元素，可以起到穩定硫元素的作用，從而提高材料的耐腐蝕性。Castelli 等[22]研究表明，熱影響區的選擇性腐蝕程度與交界的母材區的Mn 元素密切相關，母材的Mn 元素越高，熱影響區的局部腐蝕問題越突出，這種現象可能與Mn 和Nb 元素在熱影響區中溶解密切相關。

2）活性組織溶解理論。活性組織溶解理論的根據是不同微觀組織對腐蝕溶解的敏感程度存在差異，進而導致不同微觀組織的溶解速度。Saarinen[23]研究指出，一旦大量馬氏體和貝氏體出現在熱影響區，選擇性腐蝕或者是局部腐蝕就會發生。Ezuber[24]、Savva等[25]和Wranglen[26]研究發現，碳含量較高的馬氏體結構，在未進行回火處理時，極易出現優先腐蝕現象。Raty 等[27]研究發現，鐵素體中淬火態的碳元素是熱影響區發生局部腐蝕的首要原因。Voruganti[28]研究發現，馬氏體的存在會使得熱影響區的腐蝕問題突出。因此，有學者提出了RI 指數概念，通過關聯材料的顯微組織特點來定量描述焊接接頭的選擇性腐蝕敏感程度。然而，也有學者持相左觀點，認為微觀結構的變化不足以讓焊接區域出現顯著的選擇性腐蝕[29-30]。

3）其他理論。另有觀點認為，材料中第二相的沉積，或是金屬表面氧化膜的存在，也會一定程度為焊縫區或者熱影響區提供局部腐蝕孕育和發展的環境[31]。

1.2 海底管道焊接區域的腐蝕影響因素

海洋腐蝕是海洋環境的重要特征。海水中存在高鹽濃度、富氧狀態、大量海洋微生物、海浪沖擊和陽光照射等因素，使得海洋腐蝕環境極為苛刻。此外，CO2、H2S、Cl-等物質的共存也會對材料造成嚴重的腐蝕。海水溫度受到緯度、季節和深度的影響，而油氣介質溫度則受地質條件和開采階段的影響。例如，在北極地區，極限低溫接近-60 ℃，而新采油氣的溫度卻可達到100 ℃以上。環境溫度的變化不僅會改變材料的腐蝕速率，還會影響材料的性能。材料自身（元素成分、顯微組織）和環境因素（溫度、pH 等）是決定焊接接頭腐蝕性能主要因素。這些因素共同作用導致焊接區域的異質性差異，進而影響其耐蝕性。

1）金屬化學成分。前文提到，焊接過程中的非平衡熱循環導致焊縫熔池和母材形成了溫度梯度，進一步引起了元素成分遷移，就使得焊接接頭出現元素成分差異，從而改變了焊縫區和熱影響區的力學、化學和物理性能，導致了焊接接頭的局部腐蝕問題。在管道焊接時，為了匹配焊縫和母材的強度，以及保證可焊接性，通常會添加少量合金元素。通常在保證焊接接頭強度外，適量添加某些合金元素可以改善焊縫整體的耐蝕性。在實際應用中，仍有部分合金元素由于自身電位較高，會與母材形成電位差，進而導致電偶腐蝕的發生。研究表明，添加Cr 可以提高管線鋼的強度、韌性和可焊接性，并且會顯著提高鋼材的耐腐蝕性能[32]。此外，有研究表明，合金腐蝕產物膜的致密程度與Mo 元素含量有關，0.15%～0.25%（質量分數）的Mo 元素使得鋼材表面腐蝕產物更加致密，從而使得其耐蝕性增強[33-34]，這種作用在提升X80鋼的熱影響區強度和耐蝕性方面更加明顯[35]。然而，例如Mn 和Mg 等元素的含量超過一定閾值時，反而會削弱焊縫接頭的耐蝕性能[36]。

2）顯微組織結構。焊接過程中的熱循環作用會顯著改變母材和焊縫的顯微組織。其中，決定焊縫區顯微組織的主要原因是焊材類型和焊接工藝，而靠近焊縫熔池的母材由于反復的受熱和冷卻過程也會成為微觀結構發生變化的熱影響區。通常情況下，焊接形成的焊縫區和熱影響區的顯微組織類型相對復雜，分布相對不均勻，并且由于焊接過程不可避免地不均勻受熱會使得顯微組織的晶粒變得粗大，從而大幅度降低了局部區域的耐腐蝕性，極易誘發優先腐蝕。劉成虎等[37]研究發現，X70 管線鋼焊縫區的主要組成成分為樹枝狀鐵素體，熱影響區則主要由粗大的鐵素體、貝氏體和MA 島狀等組成，因而焊縫區的耐蝕性明顯優于熱影響區和母材區。梁成浩等[38]的研究表明，低合金鋼和低碳鋼基底的母材區常包含均勻分布的回火索氏體，熱影響區和焊縫區則通常包含粗大的鐵素體和珠光體晶粒，導致熱影響區和焊縫區的自腐蝕電位明顯低于母材區，進而熱影響區和焊縫區表現為陽極，從而加速了局部腐蝕。Alizadeh 等[39]、Bordbar等[40]研究表明，經過熱處理的X70 管線鋼焊縫區的耐蝕性會有顯著改善。此外，Zhu 等[41-43]研究發現，不同類型的鐵素體在溶解速率上存在差異，并最終通過腐蝕產物的擴散和沉淀過程來影響不同區域的腐蝕差異。這些研究為提升管道耐蝕性能提供了理論基礎和指導思路。

3）殘余應力。在管道的焊接過程中，由于熱膨脹和收縮現象，焊接接頭的殘余應力不可避免。這些應力會在熔池凝固后達到極高的值，甚至接近材料的屈服應力值。在此時若焊后熱處理不得當，應力腐蝕問題將會成為焊接接頭結構破壞的重要原因[44-47]。此外，在海底管道的隨船鋪設和實際輸運過程中，必然會受到來自波浪流、地質運動等外部載荷。這對于內壁幾何形狀不連續的管道焊接區域，會極易形成應力集中的敏感區，從而導致應力腐蝕和疲勞裂紋等問題的發生[45,48-50]。

4）幾何因素。在進行焊接過程中，制造形狀缺陷是不可避免的，尤其在采用單面焊雙面成形焊接的管道中，根部熔深很難精確控制。當管道內的輸運介質處于高流速狀態時，過大的根部熔深會極大擾動管內介質的流動狀態，從而引起沖刷腐蝕現象[15]。在低流速的油氣輸運系統中，當輸運介質夾帶大量高溫水汽時，過大的根部熔深會阻礙水汽的自由流通，導致在突起的焊縫區域形成水汽冷凝聚積的現象，形成腐蝕環境，導致腐蝕加劇[51-52]。

1.3 海底管道焊接區域的腐蝕類型

根據腐蝕失效發生的位置，焊縫區和熱影響區的選擇性腐蝕是最主要的局部損傷類型，如圖2 所示[4]。之前已經介紹了導致管道焊接區域腐蝕的各種原因，包括焊接接頭結構設計上的缺陷、材料自身的冶金缺陷、焊接工藝的選擇欠佳以及焊接疲勞裂紋和殘余應力的處理不當等。同時，環境因素也會對腐蝕造成影響，其中包括在管道服役時的應力狀態，以及其所處的介質類型、溫度、pH 和壓力等參數。考慮到腐蝕行為特點，海底管道焊接區域的局部腐蝕類型主要可以分為電偶腐蝕、應力腐蝕、沖刷腐蝕、晶間腐蝕和點蝕等。

圖2 基于腐蝕區域劃分的焊接區域腐蝕類型[4]Fig.2 Corrosion types of weldment based on corrosion area[4]: a) preferential WM corrosion; b) preferential HAZ corrosion

1）電偶腐蝕。電偶腐蝕是海底管道焊接區域極為常見的腐蝕形式之一。Zhu 等[19]研究發現，在含3%鉻元素的低合金鋼焊接區域中，焊縫區在室溫常壓下的鹽溶液中表現為陰極，但熱影響區由于電位相對較低而表現為陽極，局部腐蝕明顯。Montgomery等[53]研究了2 種焊材的管道焊接區域非均勻腐蝕行為，發現隨著焊接過程的進行，焊縫區和熱影響區中Ni 元素的不斷聚集，流經焊縫區和熱影響區的陽極電流加劇。Okonkwo 等[54]研究指出，由于焊接熱循環作用，部分回火貝氏體會轉變成馬氏體，從而形成的電位差會進一步導致影響區和焊縫區之間的電偶效應增強。同時，即便當海底管道焊接區域各個焊接區域的電位差不明顯時，但若母材作為陽極，由于母材與焊縫區/熱影響區的面積比較大，使得焊縫區/熱影響區仍舊具有較高的腐蝕速率。

2）應力腐蝕。如圖3 所示，應力腐蝕是導致金屬構件破壞的一種重要形式，焊接區域由于殘余應力、冷卻速度快等因素的影響，容易產生應力集中和強化，從而提高了應力腐蝕的發生概率。焊接區域的熱影響區通常是裂紋擴展的敏感區，因為焊接過程中的高溫區域會熱影響到材料的微觀組織，導致材料性能發生變化。如硬度增加、抗拉強度減小等[55]。對于不同種類的鋼材，在焊接和熱影響區出現的性能變化和應力腐蝕敏感性也不完全相同。如C-Mn 鋼焊接區域中易發生應力腐蝕開裂，殘余應力是主要促進因素[4,56]，而奧氏體不銹鋼焊接區域則常常因為局部的晶間腐蝕而產生開裂。在工程實踐中，為了降低焊接區域的應力腐蝕風險，可以采取合適的焊接工藝、選用合適的焊接材料、調整焊接工藝參數等措施。

圖3 焊接區域應力腐蝕裂紋[4,56]Fig.3 Stress corrosion cracking of weldment[4,56]

3）沖刷腐蝕。導致焊接區域沖刷腐蝕發生的最主要特點是焊縫接頭內壁幾何尺寸的不連續性。導致這種現象的原因有2 方面：一方面，如果焊縫縫寬較大，會致使熔深過大，在焊道處管徑就會縮小，使得輸運介質的流通性受到阻礙，從而導致管道內壁遭受嚴重的沖刷損傷[57]，如圖4 所示；另一方面，焊縫處的過大熔深會進一步阻礙固體介質的通過，導致固體沉積物堆積在焊接接頭內壁上游面附近，從而使得管道輸運氣相介質的流向改變，引發頂部區域的沖刷腐蝕，導致管道壁厚減薄嚴重。

圖4 沖刷腐蝕[57]Fig.4 Erosion corrosion[57]: a) elbow weldment; b) straight pipe weldment

4）晶間腐蝕。晶間腐蝕的發生是通過破壞晶粒間的結合強度來誘發的，這也是不銹鋼焊接區域出現機械強度降低的主要原因[4]。晶間腐蝕的產生與熱影響區中碳化物沉淀引起的敏化作用密切相關。在焊接過程中，焊接區域溫度升高和降低時，碳化鉻會在晶界處沉積，沉淀過程消耗了靠近晶界的鉻元素。在溫度降至完全固化時，貧鉻區域在晶界形成，這個區域對腐蝕非常敏感，晶界腐蝕速率遠高于基體。

2 海底管道焊接區域腐蝕監測方法研究進展

由于海底管道焊接區域的化學成分復雜，并具有多樣的顯微組織結構，在腐蝕性環境中很可能受到嚴重的非均質腐蝕威脅。為了及時快速了解海底管道焊接區域的腐蝕特點，評估不同焊接區域的局部腐蝕程度，研發并應用有效合理的監測措施對于海底管道流動安全保障非常有必要。

2.1 腐蝕掛片法

腐蝕掛片技術是一種成熟、易于操作且使用成本低的監測方法，通過定期測量在海底管道環境下的金屬掛片質量變化來計算平均腐蝕速率。這些金屬掛片的材質與海底管道焊縫相同，形狀也可根據實際工況進行選擇。通常在海底管道入口和出口處安裝腐蝕掛片，在每月或數月的間隔中取出觀察和稱量，以推算平均腐蝕速率和分析局部腐蝕狀況。然而，該技術無法及時反饋油田生產變化對腐蝕的影響，且測量周期長，因此所得到的平均腐蝕速率結果具有一定的局限性。

2.2 線性極化法

線性極化法是一種響應迅速、靈敏度高、同時具備不過度干擾測試體系平衡性的管道腐蝕監測技術。然而，該技術的應用范圍較為有限，僅適用于具有較好導電性的電解質環境。此外，由于線性極化法的測試和分析原理是參照腐蝕動力學原理，與其中的Stern 常數值密切相關，但在實際應用中該值卻又比較難以準確獲得，因而采用估算Stern 常數值的方式會使得監測誤差較大[58]。雖然可以使用實驗獲得特定的Stern 值，但隨著腐蝕過程的持續進行，管道的B值在不同時刻會發生變化，因此難以實現實時分析中B值的準確性。此外，由于管道焊接區域的材質不均勻，不同區域的真實Stern 值可能會略有不同，因此線性極化法在該區域的準確度較低[59-60]。

2.3 電化學阻抗譜法

電化學阻抗譜法是一種精確、可靠的管道腐蝕監測技術。它通過頻率域測量，獲得電化學阻抗信息，并分析腐蝕的動力學和結構信息。該技術施加的信號微弱，且不會影響管道體系。并分析阻抗譜特點，可得到不同焊接區域的極化電阻，研究腐蝕反應機理，判斷不同區域的耐蝕性能。電化學阻抗譜法是提高海底管道腐蝕監測精度和靈敏度的關鍵技術之一，對于管道的安全運行具有至關重要的作用[61-62]。

2.4 電化學噪聲探針

電化學噪聲技術是一種通過監測腐蝕時腐蝕電位或者電偶/電池電流的微小波動，并設定點蝕系數來間接計算點蝕程度或局部腐蝕趨勢的技術。該技術采用的信號微弱，不會影響金屬結構的性能，因而在金屬腐蝕監測領域被廣泛應用。電化學噪聲技術的分析方法通常采用頻域分析和時域分析。在時域分析中，通過計算電位、電流的噪聲標準偏差和點蝕指數，來進一步判斷腐蝕類型和速率，從而實現有效監測和管理腐蝕對金屬結構的損害。Ma 等[63]、Xia 等[64-65]在研究中對電化學噪聲技術在金屬腐蝕監測中的機理、分析方法及應用進行了系統的分析和討論，為電化學噪聲技術的應用提供了重要的理論依據。

電化學噪聲技術作為一種原位腐蝕監測方法，不需要施加外界擾動，尤其是該技術在對管道的局部腐蝕的監測分析過程中，具有尤為明顯的優勢。但是在管道焊縫的監測中，由于焊接接頭處材質的不連續性，需要對電化學噪聲結構形式做進行進一步優化，研究更適合非均勻腐蝕的分析模型，并進一步進行深入的數據分析及其理論應用研究。

2.5 電阻法

電阻法（Electrical Resistance，ER）是一種監測局部區域電阻變化來反映腐蝕程度的方法。該技術所采用的測量原理簡單、系統可靠，已在油氣工程中得到成熟并廣泛的應用。與電化學方法相比，電阻法具有更廣泛的場景適用范圍。例如即使在電阻率較高的溶液體系中、或監測對象電極的表面有腐蝕產物覆蓋、亦或是被導電性較弱物質阻隔的情況下，電阻法仍然能夠快速響應，并具有一定的準確性。目前的電阻探針技術也有明顯的局限性，即傳統的電阻探針只能測得單一材質探頭的電阻變化，進而反映管線鋼的平均腐蝕情況，無法有效監測例如像管道焊縫接頭這樣具有典型材質非均勻性的結構的局部腐蝕。因此，需要進一步研究如何提高電阻法在檢測焊縫處腐蝕方面的檢測靈敏度，以及提高測量精度和準確性等技術改進。

針對管道焊接接頭的非均勻結構特點和非均勻材質分布特性，電指紋法（Field Signature Method，FSM）作為近年來不斷發展的一種高效可靠的局部腐蝕監測手段被加以應用[9-12]。FSM 法通過在管道的外壁布置具有規律性排布的電極矩陣，將管道目標區域劃分成小的矩形分區，通過設計特制測量電路來測量各個分區的電阻變化，從而反映管道的局部壁厚信息，如圖5 所示[66]。當管道發生腐蝕時，FSM法可以精確定位該腐蝕區域并反映該區域矩陣所測得的電阻變化，即腐蝕深度。相比傳統的電阻探針，FSM 方法的測量靈敏度達壁厚的1/1 000[67]。FSM 法當前更多應用于單一材質管道，因而使用的溫度補償元件通常為同一個，這對于管線沿著路由方向存在溫度變化的場景有所限制，導致其溫度補償效果較差，進一步影響測量分辨率和精度。但是，FSM 法在工程應用中最具優勢的是其無需破壞管道的完整性，并可以通過在外壁布置感知陣列點來監測內壁的腐蝕程度，這為該方法在已建工程后續監測實施應用提供了條件。因此，在實際應用時，需要綜合考慮FSM 法的優缺點和要求，通過繼續升級陣列布置形式、溫度補償方案以及電阻優化算法，以確保其準確性和可靠性。

圖5 FSM 技術在管道焊接區域腐蝕監測中的應用[66]Fig.5 Application of FSM technology in corrosion monitoring of pipeline weldment[66]

近年來，一種采用環狀分區電阻監測的新型管道內壁腐蝕監測技術被廣泛關注[68-70]。該技術采用一對環分別作為腐蝕元件和溫度補償元件，故而被稱為雙環電阻探針（Ring Pair Electrical Resistance Sensor，RPERS），如圖6 所示。其中使用的環組與被監測的實際管道材質一致，通過將環組中的環設計成完全一樣的幾何形狀，從而消除了由于幾何、溫差以及壓力所帶來的測量誤差。同時，該技術將環形探針外壁布置了等間隔分布的感知探頭，可以進行360°全周向多象限分區，從而實現了管道全周向的非均勻腐蝕監測。參照以上技術特點，通過進一步將焊接接頭的母材區、熱影響區、焊縫區分別加工成陣列環形探針，并研發快速響應的高精度微電阻測量儀，可以實現對焊接接頭的局部腐蝕深度監測。此外，雙環電阻探針技術可以深度結合電化學測量方法，獲取更為全面的局部腐蝕信息[70-71]。通過這種腐蝕監測方法，可以實現對焊縫區的及時監測和預報，提高管道安全性和可靠性。該技術的監測精度和范圍與環形傳感器的壁厚大小及分辨率有關，因此需要在實際應用中根據不同情況進行優化和調整。

受應試教育觀念的影響，許多教師、家長都把關注的重點放在學生考試科目的學習上，忽略了學生身體素質的提高，不重視甚至反對學生參與各種體育運動，而足球學習、訓練的時間都比較長，難以獲得教師和家長方面的大力支持。同時，由于足球運動往往比較激烈，學校和家長擔心學生的安全問題，于是相互之間形成了一種默契，逐漸減少學生的足球教學比例，或者改為“重理論，輕實踐”的教學方式，使得足球教學失去了真正的意義。

圖6 基于雙環電阻探針的管道內壁腐蝕監測傳感器[68-70]Fig.6 Corrosion monitoring sensor on inner wall of pipe based on RPERS[68-70]

2.6 電感探針

電感探針則是一種通過監測金屬損失帶來的內部磁阻信號變化來反映腐蝕程度的測試技術。該技術在探針外表面置入一薄金屬片，并通過測量探針內線圈磁阻信號的變化，來分析計算金屬的腐蝕速率。美國Cortest 公司的電感探針已在工程中廣泛應用。與傳統的電阻法相比，電感探針的測量精度更高、分辨率更優、場景適用性廣、抗干擾性能好。此類探針可以高效地發現管道內壁的腐蝕情況，并可及時采取防腐措施，確保管道運行的安全可靠性。電感探針雖然精度高，但其價格較高，而且相對較易受到探頭材質和管道環境的影響，因此在具體應用前需要進行詳細評估，并選擇恰當的型號和參數。

2.7 光纖傳感技術

光纖傳感技術作為一項先進技術，已廣泛應用于管道腐蝕監測領域。該技術通過監測管道壁厚變化或腐蝕裂紋等指標，檢測管道的腐蝕情況。光纖具有耐腐蝕、輕量化、高韌性以及寬傳輸頻帶等特點，使其在高溫高壓環境下表現優異。特別是在管道焊接區域的腐蝕和開裂監測方面，光纖傳感技術具有很好的適用性。然而，它需在管道建設時期與管道一起鋪設。另外，光纖傳感器易受外部干擾，可能會產生大量虛假信號，需要通過大量數據分析來調整和優化算法以提高精確度。

3 結語

焊接接頭作為海底管道流動安全風險最高的區域，對其開展腐蝕機理研究以及實施有效的腐蝕監測，對保障管線流動安全具有十分重要的意義。考慮到管道焊接接頭材質以及結構的非均勻性，對焊接接頭進行軸向異質區域和周向同質區域的空間分離以及聯合分析，是精準掌握焊接接頭非均勻腐蝕的關鍵。因而，一方面可加強焊接接頭局部腐蝕的實驗室研究和數值模擬計算，揭示局部腐蝕關鍵影響因素及影響規律；另一方面，加強實際工程中海管焊接接頭腐蝕失效案例的統計及分析，為海管焊接接頭局部腐蝕評估建立參考依據。

針對真實海底管道焊接接頭腐蝕監測，必須整體考慮監測可靠性、測量精度以及經濟性，在監測方式選擇上重點還原焊接接頭的結構組成和電化學完整性。對于新型在線監測手段，一方面要不斷增強監測方法在焊接接頭應用的適應型，另一方面要不斷增強數據積累和數據挖掘，深化監測數據的融合，為海底管道焊接接頭局部腐蝕機理研究和管道完整性管理提供技術支撐。