油气管道腐蚀的检测技术

陈培宁

摘 要：油气管道是运输天然气、石油的重要运输方式，其安全运行直接影响着天然气和石油的正常使用，而管道腐蚀情况普遍存在于工程中，因此应当重视油气管道的腐蚀检测工作，提高技术应用水平，及时发现、排除隐患，保证油气运输安全。

关键词：油气管道；管道腐蚀；检测技术；水压试验

中图分类号：TE988.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.080

油气管道的运输至今已有150多年的历史，管道建设的施工、机具及相关技术已经得到了很好的发展。我国的管道技术在经历“西气东输”和“川气东送”两大工程的建设之后也积累了一定的经验。埋地管道由于受到土壤中的碱、酸、盐和地下水影响，不可避免地会受到腐蚀。而管道剥离、破损和老化致使管道容易发生腐蚀、泄露和穿孔现象，使企业受到严重的经济损失，造成环境危害。在我国，油气管道在建造投产一两年之后容易发生腐蚀现象，由此引起的穿孔造成油气损失，使企业停工造成损失，后期的维修又将带来人力、材料上的浪费，因此应当重视管道防腐工作，有计划地进行管道腐蚀检测，判断腐蚀情况，排除隐患。在新建管道投产之后，通过有效的检测技术进行跟踪监测，主动整治修复。

1 油气管道的腐蚀

油气埋地管道由于在地下，所以容易受到地下水、酸、碱、盐的作用，产生化学腐蚀，同时还会受到电化学腐蚀。

1.1 化学腐蚀

金属的表面和非电解质接触时会产生化学反应，这种反应带来的破坏便是化学腐蚀。金属受到化学腐蚀时，在氧化剂之间互相传递电子，过程中不会产生电流。化学腐蚀分为两种，为气体腐蚀和非电解质溶液腐蚀。气体腐蚀是指金属于干燥的气体当中产生的腐蚀，比如焊接管道、氧气切割会在金属的表面产生氧化皮；而非电解质溶液腐蚀是指金属在有机液体中受到的腐蚀，例如汽油、苯等。

1.2 电化学腐蚀

金属和电解质之间发生的电化学反应所引起的破坏被称为“电化学腐蚀”。这种反应必须要有一个阳极和一个阴极反应。阳极反应即氧化反应，是指金属原子失去电子转移到介质的过程。阴极反应即还原反应，是指氧化剂得到电子并且发生还原的过程。这两种反应都与金属中的电子流和介质中的离子定向迁移有关系。

2 管道腐蚀监测技术

针对油气管道的腐蚀检测采用的技术一般有三种，分别为通过智能清管器管内检测、检测防腐层破损、进行水压试验。

2.1 智能清管器的检测

智能清管器是一种通过超声波、声发射等原理进行无损探伤的设备，需要结合录像观察仪器来使用，与以往仅进行扫线、清蜡或涂內壁缓蚀剂的清管器有所不同。智能化的清管器安装有二三百个探头，对管道内外的腐蚀状况、机械造成的损伤都能够清晰检测，并且判断出损害的位置和程度。国际上先进的天然气公司利用超声波智能清管器，对管道的裂纹缺陷能够清楚地检测到，甚至防腐层的剥离情况也能够掌握。

一般的智能清管器利用漏磁法可以检测出腐蚀减薄、腐蚀坑和环向裂纹，但是对于又深又细的轴向裂纹还不能够完全检测出来。这种清管器比较适用于气体管道和液体管道的检测。而超声波智能清管器除了可以对金属损伤进行检测外，还能够检测防腐层剥离、应力腐蚀开裂和机械损伤等缺陷。不过，超声波检测需要填充液体藕合剂在传感器和管壁之间，因此气体管道的检测并不适用。弹性波仪器不需要耦合剂，具有辊轮接触传感器，是一种能够在气体管道中应用的超声波清管器。

世界上很多先进国家都在使用智能清管器技术，有效地发现管道存在的隐患问题。我国曾经从国外引进了智能清管器，完成了克拉玛依至乌鲁木齐线、鲁宁线等管道的检测项目。目前我国有关技术公司也开展了相关的技术项目，成功研制出管道漏磁腐蚀检测器，用于管道腐蚀检测。

2.2 防腐层的破损检测

油气管道中的防腐层由于老化、施工质量低和遭受外力破坏，容易造成破损，防腐层受到破坏后会使强制电流泄露入地，致使保护距离变短，不能够达到防腐的效果。根据实践数据表明，90%以上的腐蚀都在于防腐层破损，因此油气管道的防腐层破损检修非常重要。

对防腐层的破损进行检测主要有两种方法：①高压电火花检测。这种一般应用于新建管道的防腐层质量施工；②不开挖检测技术，一般应用于老管道防腐层。高压电火花检测的过程为：仪器中的高压探针穿过针孔缺陷处，如果金属表面的防腐层很薄，漏铁微孔的气隙密度和电阻值都比较小，气隙被击穿时会产生火花放电，仪器便会自动发出报警信号，如果没有火花，则表示合格。

对于老管道的防腐层检测，开挖检查是不合理的，因此一般都采用不开挖检测。检测管道防腐层可采用变频选频法，精确定位防腐层的破损点可采用直流法和交流法。

2.3 水压试验检测

在检测管道腐蚀泄露的方法中，水压试验是常用且有效的办法。在新建的管道中，十分有必要进行静水压试验，已建成管道也可以利用水压试验来定位缺陷和评价完整性。注意在试压时，压力需要高于正常状态的压力，一般来说是设计压力的1.25倍，并且维持24 h，以充分的检测系统的完整性。同时，水压试验还可以发现智能清管器不能够发现的缺陷，例如焊缝失效和裂纹。

美国曾经在1995年对所有的建成管道做水压试验，而对百万公里的管道进行停运试验，必然要耗费巨大的资金和时间，水压试验所耗费用一般来说是智能清管器检测的6倍。但是水压试验可以完整、有效地验证管道系统的运行状况，及时发现存在的隐患，安排检修，保证管道的合理、安全运行，减少企业的损失，保护环境安全。

3 结束语

随着科学技术的发展，油气管道的防腐技术也得到了更好的发展，而针对不同的管道和管道环境，应当选择合适的检测方法，提高检测技术水平，对管道的腐蚀情况进行有效的检测和评价，准确定位腐蚀点，达到管道防腐的良好效果。

参考文献

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[3]刘吉东，陈绍萍，刘寒冰，等.国内外油气管线腐蚀泄漏检测技术[J].油气田地面工程，2003，22（11）：48-49.

〔编辑：王霞〕