旁路式内腐蚀监测系统在PB—1海洋平台中的应用

姜庆雷

摘 要：详细阐述应用于海洋平台的管道腐蚀监测系统，包括腐蚀监测方法、在线腐蚀监测系统构成及意义。在此基础上，通过PB-1海上平台介绍了旁路式内腐蚀监测系统在海洋平台中应用。

关键词：海上平台；海管；腐蚀监测；旁路式内腐蚀监测系统

1.前言

近年来，部分油田出现输油管道泄漏问题，虽然及时进行了维修和更换，但给正常生产带来很大的麻烦。管道的腐蚀防护问题，成为一项迫在眉睫的重要问题，如何防止管道泄漏，更好的监测管道运行的状况和腐蚀情况，成为油田十分关心的问题。在国家日益重视安全环保的新形势下，管道一旦发生腐蚀泄露，不仅会引起设备更换、平台停产等巨大的产量及经济损失，还会造成严重的环境污染，带来巨大的社会效益损失[1]。因此，对管道运行状态进行实时监控，掌握管道真实的腐蚀状态，并根据详实的腐蚀信息制定切实有效的防护措施，防止管道腐蚀泄露事故的发生是一项十分必要的工作，意义深远。

2.腐蚀监测的意义与监测方法

腐蚀监测技术是由实验室腐蚀试验方法和设备的无损监测技术发展而来的，在设备运行过程中对设备的腐蚀状态进行连续的测量，其目的是在不影响设备正常运行的情况下，发现设备的腐蚀现象，揭示腐蚀过程，了解腐蚀控制效果，迅速、准确地判断设备的腐蚀状态和存在的隐患，以便研究制定出恰当的腐蚀问题解决方案[2]。

常见的腐蚀监测方法有失重挂片法、电阻探针法、电感探针法和电化学探针法。

3. 旁路式内腐蚀监测技术特点[3]

旁路式管道内腐蚀监测装置系统结合了离线监测中的超声波测厚等方法及在线监测中失重挂片法、电阻探针法等方法，不仅能够监测到适时腐蚀情况，而且可以获得腐蚀类型及机理等重要信息。为海底管道内腐蚀的机理、腐蚀产物的构成、微生物繁殖状况提供了更加直观的依据。通过该装置，可以实现在线缓蚀剂效果评价、优化和效果跟踪，及时掌握该管道的内腐蚀情况。

（1）可在线拆装

由于监测管段独特的旁路式设计，只需将监测管段进行工艺隔离，即可在不影响油气田正常生产活动的情况下，对监测管段进行拆装作业。

（2）可根据需求选择不同的监测部件

旁路式管道内腐蚀监测系统中包含了经典的挂片监测手段，可以得到管道在一段时间内的平均腐蚀速率。并可根据需要，选用不同的监测部件进行测试。采用三层腐蚀挂片和电化学探头，连续监测管道上中下三层腐蚀速率变化的趋势，随时了解流体在管道内不同位置腐蚀变化；了解缓蚀剂进过油水分配后，在管道内不同层位的分布情况。具体有：多层挂片组件、单层电阻探针、单层电感探针、单层电极探针、多层电极探头。

（3）能实时监测管道内腐蚀情况及环境突变

选用电化学探针、电感探针或电阻探针等高灵敏度检测工具，可以实时监测管道的内腐蚀情况及工况的突变。

（4）能获得直观的内腐蚀信息

管段内壁能清晰地分辨气、液分界面，进而分析气液在管道内的流速分布；能够直观分析焊缝附近有没有明显的局部腐蚀，内表面是否存在垢下腐蚀等腐蚀信息。

（5）能获得腐蚀、结垢产物及沉积物

实现不停产情况下，获得更加直观的内腐蚀信息。例如：解决了以前的监测手段不能实现在线提取管道内腐蚀产物、结垢产物、沉积物和微生物的缺点。

（6）能获得微生物腐蚀信息

对监测管段底部基座内部存留的流体进行取样，可以获得SRB、TGB等微生物信息，这对了解管道内部微生物腐蚀及其控制有着重要意义。

4.旁路式内腐蚀监测系统在PB-1平台中的应用

为监测海管在油、气、水三相混输工况下的内腐蚀情况，結合海管旁路式内腐蚀监测在其他油田的应用经验，采技服公司协助PB-1项目组为海管专门设计安装一套旁路式内腐蚀监测系统，系统构成如图1所示，在被监测管道典型位置（海管入口及出口）处安装一段可在线拆装、与管道材质相同的腐蚀测试短节，这是旁路式内腐蚀监测系统独到的设计，因为任何其他检测方法得到的数据，都不如拆卸腐蚀测试短节进行检查更为直观、具体、真实，该设计符合GB/T 23258-2009《钢制管道内腐蚀控制规范》要求[4]。

此系统与主管线采用对法兰连接，主管线采用双球阀设计，增加了系统的安全性。由于腐蚀测试短节的材质、温度、压力及介质均与海管相同，因此通过观察旁路式腐蚀测试短节的内腐蚀形貌即可知道海管真实的腐蚀、结垢形貌。

在腐蚀测试短节上设置了可供监测和检测的探头插入基座；设计、安装了3层挂片探头，定期对腐蚀挂片进行拆卸、更换，通过失重法可计算出腐蚀速率；分析3层挂片探头不同层位腐蚀挂片的腐蚀情况，可获得海管不同层位的腐蚀信息。在腐蚀测试短节上设计、安装了电阻探针，并用通讯电缆将电阻探针信号引至中控室。电阻探针材质与海管相同，因此可将腐蚀测试短节的腐蚀速率实时地传到室内以供作业者分析。测试短节上留有焊缝腐蚀检测区，能对焊缝腐蚀、电偶腐蚀进行监测。短节下部的沉积物收集区，能获得腐蚀、结垢产物及沉积物信息。MIC监测区能获得微生物腐蚀信息。系统上部增设旁通管，旁通管设单球阀，监测管段独特的旁路式设计，只需将监测管段进行工艺隔离，即可在不影响油气田正常生产活动的情况下，对监测管段进行拆装作业。

此系统能够实现对海管内腐蚀的全面跟踪，进而通过多方位的腐蚀监测数据，调整防腐措施，达到理想的腐蚀防护效果，延长海管使用寿命，保证油田正常安全生产。相对于其他海管腐蚀监测方法，该方法具有成本较低、系统结构简单、易于操作、维护等优点，并且所有作业不影响油田正常生产，具有推广应用价值。

结论：旁路式管道内腐蚀监测技术提供了一个有机的平台，将目前常规的腐蚀监测技术集成起来，大大的改善了传统监测技术在周期和数据稳定性上的不足。使得各种腐蚀监测技术的优势互补，形成了交叉立体的监测结构，具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1]王疆戈.世界油气管道现状[J].中国石化，2004，226（7）：18-19.

[2]宋生奎，李洪海，欧阳晓东等.输油管道腐蚀监测及评估技术的现状及发展趋势[J].石油商技，2004，22（6）：19-2.

[3]廖伍彬，邓晓辉，邓卫东等. 旁路式管道内腐蚀监测技术应用[J].科技创新导报，2010，30.

[4] 廖伍彬，秦立峰，李飞等. 海管旁路式内腐蚀监测系统设计与应用[J].中国海上油气，2011，23（4）：275-278.