原油长输管道非开挖外检测技术与应用

龙媛媛，王遂平，孙振华，石仁委，柳言国

(中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司，山东东营 257000)

原油长输管道非开挖外检测技术与应用

龙媛媛，王遂平，孙振华，石仁委，柳言国

(中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司，山东东营 257000)

在对原油长输管道可能存在的腐蚀失效形式进行深入剖析的基础上，提出了一套综合利用双频电流衰减法、直流电位梯度法、密间隔管地电位测试法、杂散电流检测法和瞬变电磁法对原油长输管道进行检测评估的适用技术，并举例说明了该技术的应用情况，结果表明:利用该技术可在非开挖不停输的前提下，实现对原油长输管道腐蚀与防护状况的完整评价，对于提高原油长输管道输送安全性，指导管道维护、维修与更换具有一定的作用。

原油长输管道 腐蚀失效形式 非开挖外检测 评估 应用

原油长输管道由于存在腐蚀、变形、占压和盗漏等隐患，对相关隐患进行评估和检测已成为确保原油长输管道输送安全所亟待攻关的关键技术。为给原油长输管道腐蚀检测评估提供技术支持，在对原油长输管道可能存在的腐蚀失效形式进行深入剖析的基础上，提出了一套综合利用双频电流衰减法、直流电位梯度法、密间隔管地电位测试法、杂散电流检测法和瞬变电磁法对原油长输管道进行检测评估的适用技术，并举例说明了该技术的应用情况。

1 原油长输管道腐蚀失效形式分析

由于原油长输管道输送介质为净化后的原油，通常不存在由管道输送介质引起的内腐蚀，管道发生腐蚀、损伤的部位只可能出现在由于施工质量、自然老化或人为破坏而引起的管道外防腐蚀层老化或破损处，管道外防腐蚀层老化和破损处的管体是否发生腐蚀，则取决于该处管段的阴极保护状态是否有效和该处是否存在杂散电流干扰，同时外防腐蚀层破损严重可使管段难以极化，导致阴极保护失效(欠保护)［1］。

2 检测方案与技术

要确定管道是否发生腐蚀和发生腐蚀的具体部位，针对上述管道可能存在的腐蚀失效形式，制定以下检测方案。

2.1 管道探测及高精度测绘检测

精确探测管道全线坐标、埋深及高程变化，为后续检测奠定基础，同时确定管道被占压和穿越的具体区段。

2.2 外防腐蚀层防护状态检测与评价

(1)利用双参数电流衰减法［2］，通过采集管道4 Hz和128 Hz电流，依据Q/SH0314-2009《埋地钢质管道腐蚀与防护检测技术规程》利用管道外防腐蚀层绝缘电阻和视电容率两项参数，可评价管道外防腐蚀层的老化状况、充水或剥离程度，确定外防腐蚀层防护性能等级(见表1)，初步筛选出管道所有可能存在腐蚀的区段。

表1 管道外防腐蚀层性能分级评价标准

(2)利用直流电位梯度法(DCVG)全线查找到定位管道外防腐蚀层破损点，定量计算外防腐蚀层破损点的破损面积，并通过腐蚀电流的流向判断外防腐蚀层破损点处管体的腐蚀活性，即腐蚀电流流出的位置管体发生腐蚀，而腐蚀电流流入的位置管体不会发生腐蚀。

(3)综合前两项检测评价结果，提出管道外防腐蚀层更换和大修方案。

2.3 阴极保护状况检测

利用密间隔管地电位测试(CIPS)技术，以密间距(1～3 m)检测管道全线的阴极保护断电电位，评价管道阴极保护状态。

2.4 杂散电流腐蚀检测

利用英国雷迪最新的杂散电流检测仪(RDSCM)，对管地电位波动大于200 mV的区段，检测沿线动态与静态杂散电流的大小、方向及分布，确定杂散电流的干扰电流源，提出排流治理措施。

2.5 管体腐蚀状况不开挖检测评价

对经以上检测步骤评价出的管道所有可能发生腐蚀或失效问题的管段，利用瞬变电磁(TEM)技术［3］进行管体剩余平均壁厚检测，评价管体腐蚀程度(见表2)，并通过强度校核，确定管道是否可继续安全服役，提出需进行管段更换或管体补强的具体部位。

2.6 管道隐藏盗油点判别

组合利用电位梯度法、瞬变电磁法和可燃气体浓度等检测技术，通过采集被测管道坐标、埋深、电压梯度、分支信号、背景参数和管体平均壁厚等数据，综合分析定位各类隐藏盗油点。

3 检测应用

以中国石化某净化油外输管道检测评价为例，说明原油长输管道非开挖外检测技术的应用情况，管段长度2.85 km，管道材质为16Mn，规格为φ720 mm×9 mm。

3.1 管道外防腐蚀层检测及评价结果

(1)管道外防腐蚀层性能评价结果:检测评价长度为2 720 m，其中防腐蚀层综合等级为一级的管段长度为2 615 m，占96.14%;综合等级为二级的管段长度为80 m，占2.94%;综合等级为三级的管段长度为25 m，占0.92%;综合等级为四级和五级的管段长度为0 m。管道外防腐蚀层防护性能综合评价结果为“良”。

(2)防腐蚀层破损点及腐蚀活性检测:检测评价长度2 850 m，共检测外防腐蚀层破损缺陷6处，其中一级为一般破损，共3处，宜在适当时候修复;二级为明显破损，共2处，应计划维修;三级为严重破损，有1处，应立即修复(见表3)。腐蚀活性类别均为C/C(阴极/阴极)型，即阴保电流通时呈阴性，中断时破损点处管体保持极化效应，该类型破损点处管体不易发生腐蚀。

表3 防腐蚀层破损点分布及破损等级

3.2 阴极保护检测结果

管道沿线通电电位平均为－1 203 mV，断电电位平均为－845 mV，完全受阴极保护管段占被测管段比例为43.51%，阴极保护状态未达到100%;由于外防腐蚀层连续3处破损(270，328和475 m处)，0～475 m管段的断电电位平均值仅为 －810mV，电位明显正于沿线管道平均水平，处于欠保护状态(见图1)。

图1管道阴极保护参数检测结果

3.3 杂散电流检测结果

在管道150，1 002和2 084 m处分别进行了杂散电流检测，监测时间为8 h。其中150 m处电流最大瞬时值为120 mA，持续时间约为3 s，为大型汽车经过造成不属于杂散电流的干扰;另外两处电流瞬时值分别为41和39 mA，持续时间约为1 s，电流曲线平稳，未发现杂散电流干扰迹象。

3.4 管体腐蚀剩余平均壁厚检测结果

选择破损点分布密集且处于欠保护状态的0～550 m管段进行管体腐蚀剩余平均壁厚检测，0～550 m段管道腐蚀剩余平均壁厚最大值为8.43 mm，壁厚最小值8.17 mm，全段评价结果均为“良”，未检出管道存在较严重的壁厚减薄，见图2。

图2 管体腐蚀剩余平均壁厚检测结果

3.5 检测结论

(1)被检管道外防腐蚀层性能综合评价结果为“良”，检出的6处外防腐蚀层破损点处管体均不具有腐蚀活性，且未检出杂散电流干扰。

(2)未检出管道存在较严重的壁厚减薄，管体腐蚀剩余平均壁厚评价结果为“良”。

(3)管道全线阴极保护状态较差，只有43.51%的管段达到了最低保护电压，应尽快修复检出的破损点并适当提高阴极保护输出功率，以实现管道全线阴极保护有效。

4 总结

目前，国内外可用于埋地管道管体腐蚀不开挖检测和评价的技术不多，在国外应用较为广泛的基于漏磁或超声原理的管道爬行器内检测技术，虽具有可同时检测管道的变形和腐蚀、检测效率较高等优点，但其缺点是对管道的成型偏差和弯头处的曲率均有较高的要求，很大程度上限制了管道内检测技术在国内的应用;导波检测技术虽具有检测结果直观、检测精度高和检测速度快等优点，但需局部开挖和破除防腐蚀层，并且对于埋地管道的检测距离非常有限;俄罗斯拥有的磁力层析检测虽然技术先进，可对腐蚀、管道应力等进行检测，但由于出于技术保密，目前只提供检测服务，费用昂贵，且在国内成功应用的事例较少。该文提出的原油长输管道不开挖外检测评价技术，可在非开挖不停输的前提下，实现对原油长输管道腐蚀与防护状况的完整评价，最大限度地检出原油长输管道存在的腐蚀、变形、占压和盗漏等隐患，对于提高原油长输管道输送安全性，指导管道维护、维修与更换具有一定的作用。

［1］龙媛媛，石仁委，柳言国，等.油田埋地管线腐蚀检测与防护［J］. 石油化工腐蚀与防护，2009，26(6):14-17.

［2］石仁委，龙媛媛.油气管道防腐蚀工程［M］.北京:中国石化出版社，2008:44-48.

［3］苏建国，龙媛媛，柳言国，等.管壁厚度与缺陷外检测技术的现状［J］.油气储运，2009，28(5):56-58.

Research＆Development of Non－excavation External Examination Technologies for Long－distance Crude Oil Pipelines and Application

Long Yuanyuan，Wang Suiping，Sun Zhenhua，Shi Renwei，Liu Yanguo
SINOPEC Shengli Oilfield Company(Dongying，Shandong 257000)

Based on detail analysis of possible corrosion failure in long－distance crude oil pipelines，an appropriate applicable technology，which applies PCM(dual)，DCVG，CIPS，SCM and TEM，is proposed.Cases are studied to illustrate the application of this technology.The results show that，by this technology，the corrosion and protection status of long － distance crude oil pipelines can be completely evaluated without excavation and shutdown of pipeline operation.This will help to improve the safety of the longdistance crude oil pipeline transportation and provide guidelines for pipeline maintenance，repair and replacement.

long－distance crude oil pipeline，form of corrosion failure，non－excavation examination，evaluation，application

TE973.6

A

1007－015X(2011)03－0037－03

2010－12－ 06;

2011－03－10。

龙媛媛(1979－)，女，硕士研究生，毕业于沈阳化工学院腐蚀与防护专业，高级工程师，现任中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司腐蚀与防护研究所技术开发室主任。E－mail:Longyuanyuan.slyt@sinopec.com